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Silicio

Silicio, l’elemento dimenticato nella nutrizione delle piante

Il Silicio (Si) è il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre. Si trova in concentrazioni variabili in quasi tutti i tessuti viventi: piante, animali ed esseri umani. Anche se ci sono state esaurienti ricerche sul ruolo che il silicio svolge in biologia, in realtà gli scienziati stanno solo cominciando a decifrarne il significato.

Il Silicio non viene considerato una sostanza nutritiva essenziale per le piante. La definizione di essenziale è che “senza questo elemento, la pianta non può crescere”. Sì, tecnicamente, una pianta può crescere anche senza silicio, proprio come un essere umano può sopravvivere senza esercizio fisico. Ma c’è un divario considerevole tra la sopravvivenza e la salute ottimale. È risultato evidente che uno stato fitosanitario ottimale richiede un costante apporto di acido silicico monomerico.

Il Silicio è in genere disponibile come biossido di silicio (SiO2) in una concentrazione del 50-70% nella maggior parte dei terreni (argilla, sabbia). A causa di questa preponderanza, fino a poco tempo fa gli scienziati hanno generalmente ignorato gli effetti del silicio. Ora con nuove strumentazioni e con l’ambizione di risolvere la crisi alimentare mondiale, il silicio sta assumendo un ruolo di primo piano nelle ricerche sulle scienze vegetali.

Il silicio ha effetti positivi sulla salute delle piante, sulle rese e sulla qualità delle colture in diversi modi. Per ottenere risultati ottimali e minimizzare i problemi, il silicio dovrebbe essere continuamente reso disponibile per la pianta durante tutto il ciclo, dalla fase di piantina/clone fino al raccolto.
Quello che molti non sanno è che l’unico modo in cui le piante possono assorbire il silicio è nella forma chiamata acido silicico monomerico. Una volta che una pianta ha assorbito il silicio disponibile nella sua struttura cellulare, non lo può più ridistribuire alle altre parti della pianta.

Nel terreno (argilla, sabbia), il biossido di silicio (SiO2) viene convertito dai microrganismi (attraverso reazioni chimiche naturali) in acido silicico monomerico (SiOH4). L’acido silicico monomerico è l’unica forma di silicio biodisponibile. Quando un produttore somministra altre forme di silicio come il silicato di potassio e il silicato di calcio, questi composti devono prima essere sottoposti a una trasformazione.
La conversione del silicio in acido silicico monomerico in quantità significative è un processo complesso e che richiede tempo.
Poiché la maggior parte dei terreni ha una scarsa attività microbiologica a causa di un uso eccessivo di fertilizzanti salini e antiparassitari chimici, la disponibilità di acido silicico monomerico è molto limitata o inesistente.

Come monomero (singola molecola) l’acido silicico è facilmente assorbito dalle radici (o dalle foglie) e trasportato rapidamente in tutta la pianta attraverso lo xilema. Durante il trasporto attraverso lo xilema, la maggior parte dell’acido silicico monomerico viene polimerizzato (lunghe catene di molecole) e poi si deposita nella cuticola esterna della parete cellulare. Questo strato di silicio forma una struttura rigida all’esterno della cellula. Questo strato è responsabile di molti dei benefici comunemente noti del silicio sulla resistenza strutturale e ai parassiti.
Una parte dell’acido silicico monomerico assorbito rimane non-polimerizzata e aumenta la pressione della linfa all’interno del xilema, ottimizzando il trasporto e la distribuzione di altre sostanze nutritive all’interno della pianta. Questo generico aumento dell’assorbimento delle altre sostanze nutritive, alla fine porta a un prodotto finale con un livello brix più alto, a un maggiore contenuto in minerali e a un aumento del valore nutrizionale.

L’acido silicico monomerico non-polimerizzato aumenta la pressione radicale e la viscosità della linfa; si ottiene così un assorbimento più uniforme di sostanze nutritive all’interno della pianta (a destra nel disegno).

L’assorbimento e l’accumulo dell’acido silicico monomerico variano notevolmente tra le specie vegetali. Le concentrazioni di silicio nei tessuti in piante come riso, canna da zucchero e alcune graminacee erbacee possono raggiungere il 10% del peso secco. Inutile dire che il 10% in più di peso secco è pari al 10% in più di resa in prodotto, pari al 10% in più di profitto.

afbeelding_2La barriera meccanica del Silicio, oltre a uno strato protettivo più robusto contro le infezioni, dà una resa maggiore in termini di aumento del peso secco grazie ai depositi di Silicio. (Yoshida S., 1975 The physiology of silicon in Rice. Tech. Bull., Food Fert. Tech. Centr., Taiwan).

Un altro vantaggio nel trattare le piante con acido silicico monomerico è la loro maggiore capacità di far fronte agli stress. La ricerca ha dimostrato che in caso di stress da calore indotti, con temperature fino a 40 °C, le piante trattate con il silicio stavano ancora bene, mentre quelle non trattate erano visibilmente in sofferenza. Anche nei casi di stress idrici e di stress provocati da alte concentrazioni di sali nel substrato (alta CE), era chiaro che le piante trattate con il silicio soffrivano molto meno rispetto a quelle non trattate.

L’agricoltura convenzionale, caratterizzata dall’uso di prodotti chimici di sintesi, fa sì che le colture diventino deboli e malate, il che le rende un potenziale bersaglio per parassiti e malattie che se ne possono approfittare. Inoltre nel corso del tempo insetti, funghi ed erbe infestanti diventano sempre più resistenti a insetticidi, fungicidi ed erbicidi. L’unica contromisura che l’agricoltura convenzionale applica è aumentare le concentrazioni di questi stessi prodotti chimici. Questo crea un circolo vizioso senza fine, che fa sì che molti coltivatori si sentano impotenti contro l’attacco di acari, tripidi, oidio, afidi e altri distruttori di colture.

C’è un modo più naturale per affrontare questo problema: il “silicio biodisponibile”. Lo strato più spesso di silicio si deposita appena sotto lo strato esterno di cellule (epidermide), che è in contatto diretto con l’ambiente. Questo strato di silicio rende molto difficile la penetrazione a insetti o funghi.

Quando una pianta viene attaccata ad esempio da funghi e la sua parete cellulare viene parzialmente penetrata, nei casi in cui vi sia una sufficiente presenza di silicio libero di muoversi, si vedrà che questo silicio libero si concentra intorno al punto di infestazione. Con la costruzione di una fortezza intorno a questo punto di infestazione, la pianta si protegge da ulteriori infestazioni.
Come seconda linea di difesa, la pianta costruisce anche uno strato di protezione minerale per resistere agli attacchi di parassiti o funghi.

afbeelding_4In seguito a un’infezione fungina, si accumula una concentrazione maggiore di silicio attorno all’area infetta. Depositi di silicio attorno a spore di oidio su foglie di cetriolo (Laval University Canada, 2006)

Guardando il quadro complessivo, la conclusione si può trarre è che le piante cui è stata data spesso una dose sufficiente di acido silicico monomerico:

  • Hanno rami più forti e di maggiore spessore
  • Sono più compatte, con internodi più corti
  • Raggiungono un livello brix più elevato e un contenuto più alto in sostanze minerali
  • Portano frutti più sodi, con un maggior valore nutrizionale e con una shelf-life più lunga
  • Praticamente non sono soggette ad attacchi da parassiti o funghi
  • Resistono di più alle alte temperature
  • Sono più resistenti agli stress da siccità
  • Sono più resistenti agli stress provocati da concentrazioni elevate di sali nel substrato (EC elevata)
  • Sono meglio e più uniformemente mineralizzate, il che riduce davvero al minimo le possibilità di carenze per le piante
  • Generano un raccolto più abbondante

Quando, a partire da un silicato, l’acido silicico monomerico viene convertito in modo naturale, dura solo per un breve periodo di tempo. L’acido silicico monomerico non è stabile e si ritrasforma facilmente in una forma non assorbibile di silicato. Pochi anni fa, la Aptus è riuscita a sviluppare le prime formule specifiche per la produzione di una forma stabile di acido silicico monomerico che può essere assorbita dalle piante in poche ore. Questa formula brevettata è stata resa disponibile per il mercato al consumo con il nome di “Aptus Regulator”.
Negli anni Aptus Regulator ha dimostrato di essere un prodotto estremamente valido, soddisfacendo i produttori in tutto il mondo.

Se si sceglie di avere piante più sane, più forti e si vogliono ottenere rese superiori e di migliore qualità…

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