Por: I.Agroindustrial Oscar Iván Patiño Giraldo
I.A. Andrea Sarmiento
Campofert
De acuerdo a numerosas investigaciones, y en especial la de Griffin et al. (2015), la suplementación de silicio en las plantas aumenta su resistencia frente a insectos, moluscos, patógenos fúngicos y bacterianos, así como virus y nemátodos. Esta defensa física, conferida por la deposición de este elemento en los tejidos vegetales en forma de fitolitos (compuestos en gran parte por SiO2) que se depositan irreversiblemente dentro de la planta (Katz, 2015), actúa como una barrera para disminuir el daño de patógenos deteniendo, por ejemplo, la penetración de hongos (Kim et al., 2002).
Aunque las investigaciones han comprobado ampliamente los mecanismos de resistencia de las plantas a las plagas por medio del silicio, también han identificado una limitante en la presencia de este elemento: al estar “inmóvil” en la planta, el efecto del silicio solo se daría en los tejidos a los cuales sea aplicado, dejando desprovistos del mismo los tejidos nuevos.
Según nuevas investigaciones, el silicio también afecta las concentraciones de una variedad de metabolitos relacionados con la defensa de las plantas (Rahman et al., 2015): un aumento en las actividades de las enzimas de defensa flavonoides, peroxidasas y quitinasas, en respuesta a algunos patógenos necrotróficos (Fortunato et al., 2013). Ye et al., (2013) demostraron también que las fitohormonas son fundamentales para la resistencia de las plantas al estrés biótico y que estas son inducidas por el silicio, principalmente en una mezcla de ácido salicílico, ácido jasmónico y etileno.
En este sentido, ensayos previos analizaron la función del ácido salicílico, ácido jasmónico y etileno en la respuesta del género Arabidopsis a la alimentación de trips. Los resultados sugirieron la participación de las fitohormonas en la respuesta a la alimentación de estos insectos incrementando los contenidos de ácido jasmónico (Massey et al. 2006).
Calcio y silicio
El rol del calcio, además de acompañar la formulación de silicio, es ampliamente estudiado debido a sus funciones para la división celular, por hacer parte de paredes celulares (como los pectatos de calcio) y por ser capaz de unirse a la membrana plasmática como calcio intercambiable, desempeñando así un papel fundamental en la estabilización y el fortalecimiento de los tejidos, así como la regulación de la permeabilidad de la membrana (Bangerth et al., 1972).
Con el fin de corroborar esta información, se planteó un ensayo en el laboratorio Agroidea para evaluar las aplicaciones de la formulación de silicio y calcio en tejidos expuestos al blanco biológico trips Frankliniella sp (pie de cría de la zona). Se realizaron tres aplicaciones con tres días libres y se llevó a cabo liberación de individuos después de la última aplicación.
Dada la pertinencia de la información, se muestran también los resultados de una investigación previa, donde se realizaron aplicaciones de calcio y silicio foliar a rosas, llevando al microscopio de barrido los pétalos de estas.
Resultados Universidad Nacional de Colombia
De acuerdo a los resultados, en las imágenes al microscopio a 5000 X se evidencia que las aplicaciones de silicio y calcio le confieren al tejido del pétalo de rosa una mayor densidad, convirtiéndose en una barrera para el ingreso de diferentes patógenos.
Aunque el producto no tiene un efecto directo sobre los Thrips (ya que no es un insecticida), se observó en los resultados de laboratorio una mortalidad del 37% en la población de trips.
En los resultados más sobresalientes se determinó la disminución del daño del área foliar en un 73%, pasando de un 99,7% (en el testigo sin aplicación) a 26,95% (en el tejido aplicado).
Esta reducción evidencia los resultados en la misma vía de diferentes artículos, donde el silicio y el calcio le confieren resistencia a los tejidos. Además, la presencia de diferentes hormonas vegetales (como el ácido salicílico, el ácido jasmónico y el etileno) confiere funciones importantes en las respuestas de las plantas a la alimentación de insectos (como bien lo manifiestan Sakar, 2017 y Reynolds et al., 2016).
En la evaluación realizada 10 días después de aplicado el producto y estar en contacto directo con Thrips, se observó que las larvas procedentes de los adultos tratados disminuyeron en un 45%, lo que evidencia que al insecto se le disminuyó la capacidad de incrementar la población. Esto concuerda con los resultados de Ellis et al. (2002) en Arabidopsis donde se evidenció que la señalización de ácido jasmónico genera una mayor tolerancia a los insectos.
Al disminuir la población de trips, los adultos de la segunda generación observados a los 25 días después de la aplicación son un 41% menos, esto como resultado de contar con menos larvas, como se evidencia en la tabla 3.
Los estudios también han aclarado la función de las hormonas como el ácido salicílico: incrementan la tolerancia de las plantas al ataque de insectos; Cooper et al. (2004) evidenciaron que la hormona en el tomate reduce el crecimiento de la población de pulgones. Además, que en presencia del ácido salicílico hay una mayor tolerancia al crecimiento de la población de áfidos (Pegadaraju et al., 2005).
Bibliografía
Bangerth, F. et al. (1972) Effect of post-harvest calcium treatments on internal breakdown and respiration of apple fruits. Journal American Society of Horticultural Science, 97, 679-682.
Cooper, W. et al. (2004). Acquired and R-gene-mediated resistance against the potato aphid in tomato. J. Chem. Ecol, 30, 2527–2542.
Ellis, C. et al. (2002). Constitutive activation of jasmonate signaling in an Arabidopsis mutant correlates with enhanced resistance to Erysiphe cichoracearum, Pseudomonas syringae, and Myzus persicae. Molecular Plant-Microbe Interactions, 15, 1025–1030.
Fortunato, A. et al. (2013). Phenylpropanoid pathway is potentiated by silicon in the roots of banana plants during the infection process of Fusarium oxysporum f. sp. cubense. Phytopathology, 104, 597–603.
Griffin, M. et al. (2015). Silicon reduces slug feeding on wheat seedlings. Journal of Pest Science, 88, 17–24.
Katz, O. (2015). Silica phytoliths in angiosperms: Phylogeny and early evolutionary history. New Phytologist, 208, 642–646.
Kim, S. et al. (2002). Silicon-induced cell wall fortification of rice leaves: a possible cellular mechanism of enhanced host resistance to blast. Phytopathology, 92, 1095–1103.
Massey, F. et al. (2007). Grasses and the resource availability hypothesis: the importance of silica-based defenses. Journal of Ecology, 95, 414–424.
Pegadaraju, V. et al. (2005). Premature leaf senescence modulated by the Arabidopsis PHYTOALEXIN DEFICIENT4 gene is associated with defense against the phloem-feeding green peach aphid. Plant Physiol, 139, 1927–1934.
Rahman, A. et al. (2015). Silicon-induced systemic defense responses in perennial ryegrass against infection by Magnaporthe oryzae. Phytopathology, 105, 748–757.
Raskin, I. (1992). Role of salicylic acid in plants. Annual Review of Plant Physiology, 43, 439-463.
Reynolds, O. et al. (2016). Silicon: potential to promote direct and indirect effects on plant defense against arthropod pests in agriculture. Frontiers in Plant Science, 7. doi.org/10.3389/fpls.2016.00744
Sakr, N. (2017). The role of silicon (Si) in increasing plant resistance against insect pests review article. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica, 1–19.
Ye, M. et al. (2013). Priming of jasmonate-mediated antiherbivore defense responses in rice by silicon. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 110, E3631–E3639.
