Il silicio: da elemento non essenziale a biostimolante

Tutte le piante che crescono nel suolo contengono silicio nei loro tessuti; ma esso non è annoverato fra gli elementi essenziali. Tuttavia, quando applicato, porta a numerosi benefici per la coltura e in particolare: aumento di resistenza a stress multipli, sia biotici che abiotici.

Stress biotici

Per quanto riguarda la mitigazione degli stress biotici, l'applicazione fogliare di silicio si è dimostrata efficace nell'inibire lo sviluppo del mal bianco nel cetriolo, nel melone e nelle foglie di vite (Menzies et al., 1992; Bowen et al., 1992).

Per spiegare la resistenza alle patologie indotta da silicio sono stati proposti due meccanismi.

Secondo il primo, il silicio, depositato sotto la cuticola, potrebbe agire come barriera fisica formando uno strato (Fauteux et al., 2005; Ma e Yamaji, 2006) che impedirebbe la penetrazione del fungo, evitando così il processo di infezione.

Un secondo meccanismo proposto di recente è quello secondo cui il silicio solubile agirebbe come modulatore della resistenza dell'ospite nei confronti del patogeno. Sia su monocotiledoni (riso e grano) che dicotiledoni (cetriolo) è stato dimostrato che le piante a cui è stato somministrato il silicio producono fenoli e fitoalessine in risposta alle infezioni fungine come il marciume o il mal bianco (Belanger et al., 2003; Fawe et al., 1998; Remus-Borel et al., 2005; Rodrigues et al., 2004).

(Fonte: Compo Expert)

Il silicio sembra anche in grado di attivare altri meccanismi di difesa come la produzione di chitinasi, perossidasi e polifenolossidasi (Cherif et al., 1994). 

Queste risposte biochimiche sono indotte solo dal silicio solubile, e ciò suggerisce che solo in questa forma esso può giocare un ruolo attivo nell'aumentare la resistenza ai patogeni, interagendo con diversi componenti chiave del sistema di risposta agli stress nelle piante (Fauteux et al., 2005).

Spettrofotometria di Basfoliar^® Si SL che mostra la presenza di silicio in forma prevalentemente monomerica

(Fonte: Compo Expert)

In letteratura ci sono diversi esempi in cui si può osservare che il silicio inibisce gli attacchi di numerosi insetti nocivi come cicadellidae, cavallette, acari e afidi.

Questi effetti protettivi del silicio possono essere spiegati considerando la barriera meccanica costituita dalla deposizione del silicio nella parete cellulare che renderebbe difficile la penetrazione dello stiletto nei tessuti vegetali e la masticazione dell'insetto, o l'aumento della sintesi di composti chimici da parte delle piante che agiscono come difesa (Moraes et al., 2004).

Effetti del silicio nell'aumentare la resistenza agli stress abiotici

La nutrizione a base di silicio è in grado di alleviare diversi stress abiotici a cui le piante sono frequentemente sottoposte, inclusi quelli di origine chimica (salinità, intossicazione da metalli, sbilancio di nutrienti) e fisica (trapianto, siccità, radiazioni, alte temperature, congelamento, esposizione a UV) (Ma, 2004 e 2005; Ma e Yamaji, 2006).

Il silicio ha un'azione detossificante nei confronti delle Ros (Specie Reattive dell'Ossigeno) prodotte in conseguenza ad uno stress e inoltre rinforza le membrane riducendone i danni in caso di stress.

(Fonte: Compo Expert)

La carenza idrica (stress da siccità) porta alla chiusura degli stomi e alla conseguente diminuzione dei tassi fotosintetici. Il silicio può alleviare lo stress idrico diminuendo la traspirazione. La traspirazione nelle foglie avviene principalmente attraverso gli stomi e parzialmente attraverso la cuticola. Il silicio si deposita sotto la cuticola formando uno strato protettivo che rallenta la traspirazione (non controllata) fino al 30%.

Inoltre, in presenza di sufficienti quantità di silicio si osserva una sovraespressione dei geni delle acquaporine (proteine che consentono il trasporto di acqua e piccoli soluti attraverso le membrane biologiche) che contribuiscono a mantenere il turgore cellulare anche in condizioni ambientali sfavorevoli (elevate temperature, bassa umidità relativa, eccessiva radiazione luminosa, ecc).

Grafico 2. Misura contenuto idrico in foglie di vite (Syrah) in Francia in seguito ad applicazione di Basfoliar® Si SL con due diverse strategie di applicazione

(Fonte: Compo Expert)

Il silicio stimola il tasso fotosintetico netto in piante sotto stress salino diminuendo la conduttanza degli stomi, migliorando la capacità di trattenere l'acqua e mantenendo il tasso di traspirazione a valori relativamente costanti (Ma et al., 2004a). In poche parole piante trattate con silicio sono in grado di ridurre l'assorbimento del sodio, proteggere le membrane dai danni da esso provocati e diluirne il contenuto grazie ad un maggior contenuto idrico nei tessuti.

Basfoliar^® Si SL di Compo Expert, oltre a garantire la presenza di silicio prevalentemente monomerico (da silicato di potassio), è l'unico a combinare questa tecnologia con un'importante quantità di glicinbetaina (13,4%). La glicinbetaina è un amminoacido derivato ed è un osmoregolatore naturale. Il suo accumulo nelle cellule è un meccanismo di difesa delle piante agli stress abiotici e l'applicazione esogena aumenta il tasso di crescita e di sopravvivenza della coltura. Si accumula prevalentemente nei cloroplasti ed è in grado di mantenere la stabilità delle membrane neutralizzando le Ros, di ridurre lo stress osmotico e di proteggere proteine e le attività enzimatiche (es: Rubisco) migliorando il tasso di fotosintesi.

(Fonte: Compo Expert)

In pratica Basfoliar^® Si SL combina due diversi meccanismi d'azione per la gestione del contenuto idrico dei tessuti in condizioni evapotraspirative eccessive e per la protezione dagli stress ambientali (neutralizzazione Ros).

Su uva da tavola (e non solo), la gestione del contenuto idrico nei tessuti contribuisce in campo a gestire le situazioni di stress evapotraspirativo, a ridurre i danni da cracking, a incrementare la durezza delle bacche e ad ottenere calibri maggiori e ad aumentare l'efficienza d'uso dell'acqua. I vantaggi dell'applicazione in campo di Basfoliar^® Si SL continuano poi in post raccolta.

In una prova condotta da un centro di saggio in agro di Palagiano (Ta) su uva da tavola cv. Italia si è valutata la conservabilità in cella di grappoli trattati in campo con Basfoliar^® Si SL (7 applicazioni a 2,5 litri/ettaro da post allegagione a pre raccolta) per 48 gg (in arancione) rispetto al testimone non trattato (in blu). La maggior durezza (consistenza) osservata in campo si è mantenuta durante tutto il periodo di conservazione con un calo trascurabile a 48 gg.

(Fonte: Compo Expert)

Il testimone non trattato, oltre ad essere entrato in cella con una durezza più bassa, ha avuto un calo consistente durante la conservazione (circa -30%). Questo ha portato a fine conservazione ad avere una durezza di +72% rispetto al non trattato.

Questo è dovuto ad una maggior gestione delle perdite d'acqua e lo si osservava anche nel tasso di disseccamento del rachide che, nel caso del trattamento con Basfoliar^® Si SL, si è mantenuto verde e idratato più a lungo potendo così ancora alimentare le bacche.

Bibliografia

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Moraes J.C., Goussain M.M., Basagli M.A.B., Carvalho G.A., Ecole C.C., Sampaio M.V., 2004. Silicon influence on the tritrophic interaction: Wheat plants, the greenbug Schizaphis graminum (Rondani) (Hemiptera: Aphididae), and its natural enemies, Chrysoperla externa (Hagen) (Neuroptera: Chrysopidae) and Aphidius colemani viereck (Hymenoptera: Aphidiidae). Neotropical Entomology 33:619-624.
Remus-Borel W., Menzies J.G., Belanger R.R., 2005. Silicon induces antifungal compounds in powdery mildew-infected wheat. Physiol. Mol. Plant Pathol. 66: 108-115.
Rodrigues F.A., Mcnally D.J., Datnoff L.E., Jones J.B.,Labbe C., Benhamou N., Menzies J.G., Belanger R.R.,2004. Silicon enhances the accumulation of diterpenoid phytoalexins in rice: A potential mechanism for blast resistance. Phytopathology 94: 177-183.