Conhecimento agroecológico: O Silício pela sua importância de proteção as plantas, é reconhecido como um Micronutriente relevante. Conheça mais!

O Silício e a Resistência das Plantas ao Ataque de Fungos Patogênicos. Ano:  2005

Os benefícios da adição ao solo de cinzas vegetais e esterco de animais para aumentar a produtividade é de conhecimento dos agricultores há milênios. Esses e uma infinidade de outros produtos processados pelo homem, na forma de fertilizantes e corretivos da acidez do solo, são fontes dos nutrientes vegetais, ou seja, elementos minerais considerados essenciais para as plantas crescerem e completarem o ciclo de vida, desempenhando inúmeras funções vitais dentro do metabolismo vegetal. A falta ou excesso de um ou mais destes minerais influencia não só o crescimento e a produtividade, mas também pode afetar a resistência ou a tolerância da planta a doenças e pragas. A resistência é determinada basicamente pela habilidade do hospedeiro em limitar a penetração, desenvolvimento e/ou reprodução do agente invasor. Por outro lado, a tolerância é caracterizada pela habilidade da planta em manter o seu crescimento de modo satisfatório, apesar da infecção ou do ataque da praga. Mesmo sendo geneticamente controladas, a resistência e a tolerância são bastante influenciadas por fatores ambientais. Dentre estes, destacamos a nutrição mineral da planta, cuja fertilidade do solo pode ser manipulada por meio da adubação e correção da acidez. A ciência já demonstrou o envolvimento do silício em vários aspectos estruturais, fisiológicos e bioquímicos da vida das plantas, com papéis bastante diversos. O silício tem um papel importante nas relações planta-ambiente, pois pode dar à cultura melhores condições para suportar adversidades climáticas, edáficas e biológicas, tendo como resultado final um aumento e maior qualidade na produção. Estresses causados por temperaturas extremas, veranicos, metais pesados ou tóxicos, por exemplo, podem ter seus efeitos reduzidos com o uso do silício. Um dos efeitos benéficos que se sobressaem é o seu papel em reduzir a susceptibilidade das plantas a doenças causadas por fungos. A resistência das plantas às doenças pode ser aumentada por meio da formação de barreiras mecânicas e/ou pela alteração das respostas químicas da planta ao ataque do parasita, aumentando a síntese de toxinas que podem agir como substâncias inibidoras ou repelentes. Barreiras mecânicas incluem mudanças na anatomia, como células epidérmicas mais grossas e um grau maior de lignificação e/ou silicificação (acúmulo de silício). A sílica amorfa ou “opala” localizada na parede celular tem efeito marcante sobre as propriedades físicas desta. Ao acumular-se nas células da camada epidérmica o silício pode ser uma barreira física estável na penetração de alguns tipos de fungos, principalmente em gramíneas. Neste aspecto, o papel do silício incorporado à parede celular é semelhante ao da lignina, que é um componente estrutural resistente à compressão. Além da barreira física, devido à acumulação na epiderme das folhas, o silício ativa genes envolvidos na produção de compostos secundários do metabolismo, como os polifenóis, 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 patógeno. Alguns exemplos de 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 trigo, soja, cevada, pepineiro e tomateiro, rizoctoniose em arroz e sorgo, cercosporiose em cafeeiro, dentre outras. A tecnologia baseada no uso do silício é limpa e sustentável, com enorme potencial para diminuir o uso de agroquímicos e aumentar a produtividade através de uma nutrição mais equilibrada e fisiologicamente mais eficiente, o que significa plantas mais produtivas, com menos doenças e mais vigorosas.

Oscar Fontão de Lima Filho1

Artigo 2/8

O Silício é um Fortificante e Antiestressante Natural para as Plantas Ano:  2004

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.

Oscar Fontão de Lima Filho1

Artigo 3/8

O silício combate estresses nutricionais

Ano: 2003

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 monossilícico, 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 fotoassimilados, 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.

Oscar Fontão de Lima Filho1

Artigo 4/8

Produtividade e o Manejo do Solo: O Caso do Silício

Ano: 2008

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 bruzone 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.

Oscar Fontão de Lima Filho1

Artigo 5/8

Silício: produtividade com qualidade na lavoura Ano: 2007

Oscar Fontão de Lima Filho1

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 6/8

Silício na Agricultura e a Saúde Humana   Ano: 2007

Oscar Fontão de Lima Filho1

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 silex, 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, traquéia, tendões, ossos e pele. Os tecidos conjuntivos caracterizam-se por estabelecer e manter a forma do corpo, fazema 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 defosfolipídeos, 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 arterioesclerose, 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, pêlos 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. ¹ Engenheiro agrônomo, pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste (Dourados, MS), e-mail: oscar@cpao.embrapa.br.

Artigo 7/8

Uso de escórias de siderurgia na agricultura   Ano: 2011

Oscar Fontão de Lima Filho1

O parque siderúrgico nacional é composto atualmente por 28 usinas, distribuídas majoritariamente em Minas Gerais, Rio de Janeiro, Espírito Santo e São Paulo. Para a produção do aço, utilizam-se como matérias-primas o minério de ferro, carvão vegetal ou mineral e calcário. No processo de obtenção do ferro líquido, ocorre a aglutinação das"impurezas" não metálicas contidas nesse material, havendo a separação por diferença de densidade. Esse co-produto, chamado de escória, é resfriado e posteriormente moído.  As escórias de siderurgia podem ser utilizadas em inúmeras atividades, como na construção civil e pavimentação, mas pela sua capacidade de correção da acidez do solo e por conter inúmeros nutrientes para as plantas, podem ser utilizadas na agricultura como corretivo do solo e, também, como fertilizante silicatado, ou seja, passível de fornecer silício para as plantas. Elas ainda contêm, além do silício, altos teores de cálcio e magnésio, incluindo outros nutrientes em menores proporções, como ferro, manganês, zinco, fósforo, enxofre etc. A composição efetiva de nutrientes de uma escória varia de acordo com o forno do qual ela procede ou, mesmo, de um lote para outro, além, é claro, da composição individual das matérias-primas. A possibilidade de uso agrícola de uma determinada escória como corretivo da acidez do solo ou fertilizante, depende de seu registro no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), atendendo determinados requisitos previstos em legislação. O silício é absorvido pelas plantas, de modo geral, em grandes quantidades, principalmente por gramíneas. Em muitas espécies, inclusive, os teores encontrados nos tecidos superam aqueles existentes para nitrogênio e potássio, nutrientes majoritários nas plantas. Solos naturalmente pobres em elementos essenciais para os vegetais, ou arenosos, geralmente possuem baixos níveis de silício assimilável pelas plantas. A pesquisa agropecuária vem apresentando, há muitas décadas, incontáveis resultados positivos da suplementação de silício no aumento da produtividade das culturas e de melhoria nas condições das plantas para resistir melhor a estresses, sejam eles de origem biológica, climática ou abiótica. Desde que registradas e aprovadas pelos órgãos competentes, cabe à iniciativa privada oferecer ao agricultor escórias siderúrgicas, melhor denominadas de escórias agrícolas, em quantidade e qualidade compatíveis ao crescimento da agricultura nacional. ¹ Engenheiro agrônomo, pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste (Dourados, MS), e-mail: oscar@cpao.embrapa.br.

Artigo 8/8

Buscando maior sustentabilidade na agricultura com silicatos Ano: 2008

Oscar Fontão de Lima Filho1

A agricultura brasileira tem se caracterizado por aumentos da produção, área plantada, exportação e quantidade de tecnologias aplicadas. Mas ao produzir alimentos, o agricultor deve levar em conta a sustentabilidade, tanto econômica como ambiental. Desse modo, o objetivo da agricultura moderna deve ser orientado pela produção de alimentos sem impactos negativos ao meio ambiente e no custo de produção, sem contaminar o trabalhador rural e com segurança alimentar ao consumidor. Uma tecnologia útil é a utilização de silicatos no manejo nutricional das lavouras. O seu uso está regulamentado pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), que considera o silício um micronutriente. O silício, de modo geral, é absorvido pelas plantas em grandes quantidades. Em muitas espécies, por exemplo, os teores nos tecidos superam aqueles encontrados para nitrogênio e potássio, nutrientes majoritários em plantas. Mas para que isso ocorra é necessário que o solo tenha quantidades adequadas desse elemento em forma assimilável pelas plantas, ou seja, como ácido silícico. Solos que em sua origem são inférteis, mesmo corrigidos e adubados posteriormente, e os mais arenosos, normalmente possuem baixos níveis de silício que possa ser aproveitado pelas culturas. O silício, por meio de uma série de ações no metabolismo da planta, tanto do ponto de vista químico como físico, pode contribuir para que haja aumento no crescimento e na produtividade. A palavra-chave para este elemento é antiestressante, pois ele tem um papel importante nas relações planta-ambiente, fornecendo à cultura melhores condições para suportar adversidades climáticas, biológicas e do solo, tendo como resultado final um aumento e maior qualidade de produção. Os efeitos do silício nas plantas são mais evidentes quando elas são submetidas a algum tipo de estresse, seja ele de natureza química, física ou biológica. Maior rigidez estrutural, menor transpiração, maior tolerância a doenças e pragas, maior resistência ao acamamento, encharcamento, veranicos e geadas, bem como neutralização ou diminuição dos efeitos tóxicos de metais pesados, como manganês e alumínio, são alguns dos importantes benefícios que a adubação silicatada pode proporcionar para as plantas cultivadas. A aplicação no solo de silicatos de cálcio ou silicatos de cálcio e magnésio, os quais passam por um tratamento térmico a altas temperaturas, pode trazer inúmeros benefícios para as culturas, como cereais, frutíferas, hortaliças, cana-de-açúcar, etc. Pesquisas também têm demonstrado que a adubação foliar com silicato de potássio pode ser uma boa estratégia para diminuir o uso de agrotóxicos no combate a doenças e pragas, principalmente. O silicato de potássio não é um fungicida e nem substitui esse tipo de produto, mas pode ser usado como um complemento para aumentar a resistência das plantas a várias doenças, propiciando a diminuição no uso de agrotóxicos nas culturas. Vale lembrar, também, que este fertilizante é uma eficiente fonte de potássio para aplicação foliar. Nesse sentido, a Embrapa Agropecuária Oeste, em Dourados, está conduzindo estudos com o silicato de potássio para prover o agricultor de informações e subsídios mais concretos sobre o uso desse fertilizante. A tecnologia baseada no uso do silício é limpa e sustentável, com potencial para diminuir o uso de agrotóxicos e aumentar a produtividade por meio de uma nutrição mais equilibrada e fisiologicamente mais eficiente. ¹ Pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste (Dourados, MS) oscar@cpao.embrapa.br http://terere.cpao.embrapa.br/portal/artigos/artigos/artigo1.html