Los bioestimulantes de papa con silicio actúan contra el calentamiento global.
Se espera que el impacto negativo más severo del calentamiento global sobre el rendimiento mundial de la papa ocurra hacia finales del siglo; Según pronósticos pesimistas, la producción mundial del segundo pan podría disminuir hasta un 32 por ciento, debido principalmente a la reducción de los rendimientos en las latitudes altas (Europa del Este y América del Norte) y en las tierras bajas de África. Se esperan descensos menores en latitudes medias y tierras altas tropicales, pero incluso allí, las sequías más frecuentes están dañando los cultivos.
En los últimos años, el crecimiento y la productividad de los cultivos han pasado a depender en gran medida del estrés ambiental provocado por el cambio climático global.
Los períodos de altas temperaturas y sequías son cada vez más frecuentes en Europa central, el centro-sur de Asia, el sureste de América y el sureste de los Estados Unidos.
Bioestimulantes con silicio como forma de proteger los cultivos de la sequía y el calor
La sequía es uno de los factores más graves que afectan la productividad de los cultivos. El estrés por sequía reduce la tasa de fotosíntesis y causa estrés oxidativo en las plantas. Para garantizar la seguridad alimentaria y el desarrollo sostenible, es necesario adaptar los métodos de cultivo al cambio climático global y desarrollar variedades resistentes al estrés.
Las patatas son un cultivo relativamente sensible a la sequía. Incluso períodos cortos de estrés hídrico pueden reducir el rendimiento de los cultivos.
El estrés térmico también se considera un factor adverso. El efecto de las altas temperaturas sobre el crecimiento de la papa depende de la etapa de crecimiento de la planta; una aparición más temprana tiene un impacto más negativo sobre el rendimiento.
El uso de bioestimulantes es una herramienta de bajo costo y amigable con el medio ambiente para el manejo de cultivos. En los últimos años se ha incrementado el uso de ciertos microelementos como bioestimulantes para aumentar la resistencia de las plantas al estrés ambiental, entre los que destaca el silicio – Si –. Desempeña un papel potencial en el alivio del estrés ambiental en las plantas cuando se utiliza adecuadamente.
Varios estudios han informado sobre las funciones multifacéticas del silicio en el alivio del estrés abiótico en las plantas mediante la regulación de diversos procesos fisiológicos, bioquímicos y moleculares.
El silicio puede actuar como una barrera física y mejorar la relación entre la planta y el agua al regular la absorción de agua por las raíces y la transpiración. También mejora la absorción de nutrientes, aumenta la tasa de fotosíntesis al aumentar el contenido de pigmentos fotosintéticos y la actividad de las enzimas asociadas a la fotosíntesis y regula la biosíntesis de fitohormonas.
Además, el silicio influye en la actividad de las enzimas antioxidantes y en la expresión de genes asociados con la resistencia al estrés, ayudando en última instancia a reducir el estrés oxidativo en las plantas.
El silicio se puede aplicar mediante pulverización foliar, fertirrigación o aplicación al suelo. La aplicación foliar de silicio tiene un efecto bioestimulante más pronunciado que cuando se aplica al suelo.
Las formas de silicio utilizadas para aplicación foliar incluyen silicatos (silicato de sodio, silicato de potasio, silicato de calcio o silicato de amonio); ácido ortosilícico estabilizado; y nanopartículas de silicio.
El silicato de potasio y el silicato de sodio son los compuestos de silicio más utilizados. Los silicatos estabilizados son una nueva forma de silicio para aplicación foliar en cultivos anuales.
Se ha demostrado que el silicio alivia el estrés por sequía en las plantas. Así, la aplicación foliar de silicio en condiciones secas aumentó el rendimiento del trigo entre un 10 y un 27%, el del arroz entre un 10 y un 45% y el del maíz entre un 15 y un 42%.
Las monocotiledóneas son mayores acumuladoras de silicio que las dicotiledóneas. Actualmente, la comprensión de los efectos del silicio en el crecimiento de la papa es algo limitada. La mayoría de los experimentos se llevaron a cabo en condiciones controladas en un invernadero y como un experimento de campo de un año en climas tropicales y subtropicales, marinos templados y áridos y semiáridos.
Aunque las patatas son bajos acumuladores de silicio, la aplicación foliar muestra efectos positivos.
En el clima tropical de Brasil, la aplicación foliar de silicio (silicato de potasio; ácido silícico estabilizado) aumentó el rendimiento comercial de la papa entre un 14 y un 40%. El efecto del aumento del rendimiento de silicio dependió de la variedad de papa, su ubicación y la forma de silicio introducido. El silicio también provocó un mayor aumento del rendimiento de la variedad de patata ultra temprana que de la variedad tardía.
En un clima marítimo templado de los Países Bajos, el silicio aplicado vía foliar (ácido silícico estabilizado) aumentó el rendimiento de la papa en un 6,5%, mientras que en un clima árido de Irán, el silicio (nanopartículas de silicato de sodio; silicio) aumentó el rendimiento de la papa en un 10-56% dependiendo de la gravedad del estrés salino.
En un clima semihúmedo de Kenia, el silicio (ácido ortosilícico) aumentó el rendimiento de la papa en un 56%.
Un estudio anterior en la zona templada de Polonia descubrió que el silicio foliar (ácido ortosilícico) aumentaba el rendimiento de la papa entre un 6,4 y un 17,6 %, dependiendo del número de aplicaciones.
Otro estudio, también realizado en Polonia, mostró que la aplicación foliar de silicio (silicato de sodio) aumentó el rendimiento comercial de las patatas tempranas entre un 8,6 y un 50 %, dependiendo de las condiciones hidrotermales durante el crecimiento de la papa.
En el estudio actual, realizado por Wanda Wadas y Tomasz Kondraczuk del Instituto de Agricultura y Horticultura, Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad de Siedlce, se planteó la hipótesis de que la aplicación foliar de silicio mejoraría el crecimiento de la papa en condiciones hidrotermales desfavorables al aumentar la proporción de órganos de asimilación en la masa total de la planta, la relación entre el área foliar y el área foliar específica, así como el contenido de clorofila en las hojas y, como consecuencia, aumentaría el rendimiento de las papas tempranas.
Nuevo experimento polaco con bioestimulantes de silicio para patatas
Para probar esta hipótesis, se investigaron los efectos de los bioestimulantes basados en Si sobre el crecimiento y el rendimiento de variedades tempranas de papa.
La novedad de este trabajo radica en su contribución a la comprensión de cómo las condiciones ambientales durante el uso de preparados de silicio afectan su eficacia. Cabe destacar que este estudio fue el primero en utilizar silicato de amonio estabilizado como una de las fuentes de silicio soluble.
El estudio se llevó a cabo en el campo experimental de la Universidad de Siedlce en Polonia, en Europa Central, entre 2020 y 2022. Esta región se caracteriza por un clima templado.
Las condiciones hidrotermales durante el período de crecimiento de la papa variaron. El primer año experimental de 2020 fue moderadamente cálido, con escasez periódica de agua. El año que viene (2021) resultó ser cálido y extremadamente seco, al igual que 2022.
Se cultivaron tres variedades tempranas de papa: Bohun (sensible a la sequía), Gwiazda (resistente a la sequía) y Lawenda (resistente a la sequía de corto plazo). Se trata de unas nuevas variedades polacas de patatas multiusos para uso culinario.
Las plantas de papa fueron tratadas con tres bioestimulantes a base de Si: 1. (6 g Si y 20 g Ca por litro; ácido ortosilícico estabilizado con colina; Chol-sSa + Ca); 2. (6 g de Si por litro; metasilicato de amonio estabilizado con colina; Chol-sNH 4 -Sil); 3. (93 g Si y 24 g Fe por litro; metasilicato de sodio y quelato de hierro Fe-EDTA; Na-Sil + Fe-EDTA).
Los bioestimulantes se aplicaron vía foliar dos veces, en la etapa de desarrollo foliar (BBCH 13-15) y dos semanas después del primer tratamiento, a 0,5 l/ha para cada tratamiento.
Las plantas tratadas con bioestimulantes fueron más altas y produjeron mayor biomasa aérea y mayor peso de tubérculos que las plantas control (sin bioestimulante). Como resultado, el rendimiento total de tubérculos fue mayor en un promedio de 10 a 13%, y el rendimiento de los tubérculos comerciales en un 11 a 15%.
Los efectos promotores del crecimiento de las plantas y mejoradores del rendimiento de los bioestimulantes a base de Si dependían de las condiciones hidrotermales durante el crecimiento de la papa. Las más efectivas fueron las aplicaciones de Chol-sSA + Ca (fármaco 1). La formulación 3 (Na-Sil + Fe-EDTA) mostró los mejores resultados en un año cálido y muy seco, mientras que la formulación 2 (Chol-sNH 4 -Sil) fue efectiva en años más fríos con déficit hídrico periódico.
En general, los resultados confirman que la alimentación foliar con silicio puede ser un nuevo método para aumentar el rendimiento de las patatas tempranas en condiciones de déficit hídrico.
Basado en el artículo de los autores (Wanda Vadas, Tomasz Kondraczuk), publicado en la revista Agriculture 2025 en el portal www.mdpi.com.
