Silício: Cana-de-açúcar mais saudável

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Autores

Renato Passos Brandão
Gerente do Deptº Agronômico – Grupo Vittia
Raphael Bianco Roxo Rodrigues
Gerente Técnico de São Paulo e Sul de Minas – Grupo Vittia
Fotos: Shutterstock

O silício, símbolo químico Si, é um dos elementos químicos mais abundantes da crosta terrestre. É encontrado na forma de SiO2 em diversos minerais do grupo dos silicatos. É um elemento químico benéfico às plantas, não se enquadrando nos critérios de essencialidade estabelecidos em 1939 por Arnon e Stout.  

O silício é considerado um elemento químico “quase essencial” para as plantas terrestres e essencial para as equissetáceas (pteridófitas, equissetíneas e isospóricas, compreendendo o gênero Equisetum) e algumas algas (diatomáceas) (Epstein, 1999).

O silício é um elemento benéfico que contribui para o crescimento e produção agrícola, melhorando as propriedades físicas, físico-químicas e químicas do solo, contribuindo para o estado nutricional e aumentando a resistência às plantas às pragas e doenças (Malavolta, 2006).

Silício no solo

O silício é o segundo elemento químico mais abundante da crosta terrestre, representando 27,7%, superado apenas pelo oxigênio (Mengel e Kirkby, 1987; Dechen e Nachtigall, 2007; Reis et al., 2007). É encontrado na natureza na forma de óxidos (SiO2), fazendo parte de rochas, areia e argila (Dechen e Nachtigall, 2007).

Disponibilidade

O silício está presente nos solos nas seguintes formas: minerais primários e quartzos, minerais secundários, adsorvidos e solução do solo (Mengel e Kirkby, 1987; Malavolta, 2006).

Ü Minerais primários e quartzos: os silicatos são os minerais primários mais importantes das rochas. O intemperismo produz minerais secundários (argilas, óxidos e hidróxidos) liberando os nutrientes às plantas (Malavolta, 2006).

Ü Minerais secundários: são os argilominerais silicatados – caulinita, montmorilonita, ilita, bentonita, haloisita e outros argilominerais silicatados.

Ü Adsorvido: o íon silicato (H3SiO4-), resultante da desprotonação do ácido monosilícico ou ácido silícico (H4SiO4) é um ânion, ocupando o complexo de troca aniônico – CTA. Um dos benefícios do silício no solo é o aumento da disponibilidade do fósforo às plantas, deslocando o íon fosfato (H2PO4-) do complexo de troca do solo para a solução do solo.

Ü Solução do solo: é encontrado na forma de ácido monosilícico (H4SiO4), em grande parte na forma não dissociada, sendo facilmente absorvido pelas plantas (Raven, 1983 citado por Reis et al. (2007)). É a única forma disponível de silício para as plantas.

Fatores que afetam a disponibilidade do silício às plantas

Diversos fatores afetam a disponibilidade do silício às plantas, dentre os quais o grau de intemperismo, textura e cultivo dos solos.

Grau de intemperismo: quanto maior é o grau de intemperismo, menores são os teores de silício no solo. Ocorre a dessilicificação dos minerais do solo, ou seja, perda de silício via lixiviação. Esse é o processo de formação dos solos tropicais e subtropicais (Reis et al., 2007). O teor de silício nos solos tropicais é cerca de cinco a 10 vezes menor que nos solos de regiões temperadas (Foy, 1992).

Textura do solo: análise de solo realizada em 168 amostras da região do Triângulo Mineiro mostrou que o teor de Si solúvel ou extraído com ácido acético a 0,5 mol/L é diretamente proporcional ao teor de argila (Korndörfer et al., 2004). Resultados similares foram obtidos em solos da África do Sul (Meyer e Keeping, 2001).

A fração areia, apesar de ser constituída por SiO2 (quartzo), apresenta baixo potencial de liberação desse elemento químico para as plantas. Além disso, a maior drenagem nesse tipo de solo favorece as perdas do nutriente por lixiviação (Korndorfer e Souza, 2007).

Cultivo dos solos

Os cultivos intensivos e com alta exportação de silício, como cana-de-açúcar e gramíneas em geral, podem reduzir, rapidamente, o teor de Si disponível no solo às plantas, podendo induzir deficiência nas culturas (Korndorfer e Souza, 2007).

Absorção de silício

O Si é absorvido da solução do solo na forma de ácido monossilícico e o mecanismo de transporte até às raízes ocorre via difusão ou fluxo de massa. É absorvido de forma ativa por meio de proteínas de membranas específicas para o ácido monossilícico (Korndorfer e Souza, 2018).

Distribuição de silício em plantas

As espécies de plantas diferem entre si quanto ao acúmulo de silício e podem ser classificadas em três grupos, de acordo com a relação molar Si:Ca. As plantas acumuladoras e não acumuladores de silício são aquelas que as relações Si:Ca são maiores que 1,0 e menores que 0,5, respectivamente.

As plantas com relação Si:Ca entre 0,5 e 1,0 são consideradas como intermediárias (Reis et al., 2007). As gramíneas, dentre as quais a cana, são acumuladores de silício, reduzindo rapidamente a concentração deste elemento químico na solução do solo (Korndörfer e Souza, 2018).

O silício, uma vez depositado, torna-se imóvel nas plantas, não sendo redistribuído nas plantas. Cerca de 99% do Si total absorvido forma depósitos de sílica amorfa, frequentemente, na epiderme foliar combinada com as frações de polissacarídeos (celulose e hemicelulose) da parece celular, do lúmen e os espaços intercelulares (Epstein et al., 1999).

A formação de depósitos de sílica torna as plantas mais resistentes à ação de fungos e de insetos e também reduz a perda excessiva de água, diminuindo a taxa de transpiração (Jones e Handreck, 1967). Os depósitos de Si nas plantas ocorrem, frequentemente, nas regiões em que a água é perdida em grande quantidade, ou seja, na epiderme foliar.

Efeito do silício nas plantas

Os efeitos do silício nas plantas podem ser agrupados em três grupos: morfologia da parte aérea, transpiração e fotossíntese; disponibilidade de nutrientes e elementos tóxicos e resistência às pragas e doenças (Malavolta, 2006).

Morfologia da parte aérea, transpiração e fotossíntese

As folhas das plantas, notadamente daquelas acumuladoras de silício, tornam-se eretas. Ocorre diminuição no autossombreamento, aumentando a intercepção de luz e a taxa fotossintética. Aumenta a resistência dos caules reduzindo o acamamento e a resposta das plantas à adubação nitrogenada (Malavolta, 2006).

Relação entre o Si com a disponibilidade de nutrientes – P, Fe, Mn – e elementos químicos tóxicos – Al

Em plantas com baixos teores de silício há um considerável decréscimo na incorporação do P inorgânico no ADP, reduzindo a síntese de ATP (Malavolta, 2006). A ATP é uma reserva energética das plantas para suprir os períodos de maior demanda energética.

Segundo Kamprath (1977), citado por Malavolta (2006), o íon silicato (H3SiO4-) aumenta a disponibilidade do íon fosfato (H2PO4-) às plantas devido a dois mecanismos: redução na fixação e deslocamento dos íons fosfatos das superfícies dos sesquióxidos para a solução do solo.

Em um Latossolo Vermelho-Escuro Argiloso, a escória de siderurgia foi semelhante ao calcário no incremento da disponibilidade do fósforo, apenas com a metade da dose equivalente de CaCO3 (Prado e Fernandes, 2000).

Prado e Fernandes (2001) verificaram efeito linear da escória de siderurgia no aumento da disponibilidade do fósforo do solo à cana-de-açúcar. Portanto, a aplicação do silicato, antecipadamente ao fósforo, reduz a sua fixação nos solos, aumentando a disponibilidade dos íons fosfatos à cana-de-açúcar.

Em solos ácidos com altos teores de Mn, o silício reduz a fitotoxicidade do manganês. O silício não reduz a absorção do manganês, mas promove maior distribuição do nutriente nos tecidos da cana, evitando o aparecimento de manchas escuras de Mn oxidado e de polifenóis oxidados (Horst e Marschner, 1978).

O maior crescimento da cana ocorre em uma relação Mn/SiO2 na folha entre 30 e 50, sendo o teor de Si da ordem de 0,7% (Savant et al., 1999). Epstein (1999) verificou que o silício reduziu a toxidez do alumínio nas plantas. Os silicatos elevam o pH do solo, reduzindo o teor de alumínio disponível às plantas. Pode também ocorrer a formação de hidroxialuminosilicato na superfície e no apoplasto foliar.

Efeito do silício na resistência das plantas às doenças

A adubação silicatada está relacionada à resistência das plantas às doenças (Reis et al., 2007). Atualmente, diversas culturas apresentam resultados significativos na redução de doenças quando adubadas com silício, dentre as quais a cana-de-açúcar.

O mecanismo de supressão do patógeno pelo hospedeiro, com o fornecimento de silício, ainda não é completamente conhecido. Atualmente, há duas hipóteses propostas para explicar essa supressão (Bowen et al., 1992; Epstein, 1999):

ð O acúmulo do silício na parede celular denominada de silicificação do tecido foliar forma uma barreira física (cutícula mais espessa), principalmente nas bases dos tricomas, e ao redor dos pontos de infecção, que impede o crescimento e a penetração do fungo nos tecidos das plantas;

ð O silício estimula os mecanismos naturais de defesa da planta como, por exemplo, a produção de compostos fenólicos, quitinases, peroxidases e acúmulo de lignina.

As hipóteses acima foram confirmadas por Bélanger et al. (2003) com trigo no Canadá. Evidenciaram o papel ativo do silício na indução da resistência aos patógenos fúngicos, mesmo sem a formação de uma barreia física. Nas células da epiderme das plantas com silício ocorreu a formação da papila, a produção de calose e a liberação de “material osmiofílico eletrondenso”, identificado citoquimicamente como glicosilato fenólico, com atuação direta no controle de fungos fitopatogênicos.

Entretanto, para a obtenção de bons resultados do efeito do silício no aumento da resistência de plantas a patógenos, é necessário suprimento contínuo desse elemento químico (Samuels et al., 1991).

De forma similar aos fungos fitopatogênicos, o silicato de cálcio também reduziu o número de J2 e o número de ovos de Meloidogyne exigua em cafeeiro. A dose de silicato de cálcio que proporcionou o melhor resultado foi 1,0 t/ha (Paiva et al., 2005).

Efeito do silício na resistência às pragas

O acúmulo de Si na epiderme das folhas forma uma barreira mecânica denominada de dupla camada silício-cutícula, contribuindo para manter as folhas mais eretas e mais duras, protegendo as plantas contra o ataque de insetos-pragas, como as sugadoras e mastigadoras (Reis el a., 2007).

A adubação com Si reduz a incidência da broca-do-colmo da cana-de-açúcar (Eldana saccharina e Diatraea saccharalis) (Elawad et al., 1985) (Tabela 1).

Tabela 1. Influência do silício na resistência da cana-de-açúcar à broca-do-colmo (Diatraea saccharalis) no teor de silício nas folhas e no peso da matéria seca.

Dose NaSiO3 Plantas atacadas Valor relativo 1/ Matéria seca Si nas folhas
– – g/vaso – – – – – – – número – – – – – % – – g/planta – – – – – – % – – – –
0 44 73 450 c 0,29
68 12 20 482 b 1,39
136 4 7 505 a 2,39

 Fonte: Adaptada de Elawad et al. (1985).

As plantas de cana-de-açúcar com altos teores de Si interferem na alimentação de larvas (brocas), danificando suas mandíbulas. A presença de cristais de Si no tecido vegetal dificulta a alimentação do inseto, o qual, na fase jovem, possui mandíbulas bastantes frágeis (Kvedaras et al., 2005).

De forma similar à cana-de-açúcar, o aumento no teor de silício em milho dificultou o ataque da lagarta-do-cartucho (Spodoptera frigiperda) devido ao desgaste das suas mandíbulas, causando maior mortalidade e potencializando o canibalismo em lagartas de 2º instar (Goussain, 2001).

O mesmo autor verificou que o tipo de aplicação do silício em milho afetou o controle do pulgão-da-folha (Rhopalosiphum maidis). Os melhores resultados foram obtidos com uma aplicação no solo, mas uma ou apenas duas adubações foliares.

Keeping e Meyer (2002) e Kvedaras et al. (2007) acreditam que as cultivares mais suscetíveis às pragas podem se beneficiar mais do que outras (resistentes) com a adubação com silício. Entretanto, a barreira mecânica proporcionada pelo silício nas células epidérmicas não é o único mecanismo de defesa ao ataque de insetos.

O silício age no tecido do hospedeiro, resultando em uma ativação mais rápida dos mecanismos de defesa das plantas ao ataque de insetos sugadores (Reis et al., 2007).

Fontes de silício à cana

Os silicatos podem ser aplicados no solo e via foliar na forma de pó, granulado ou líquida. Os silicatos em pó são aplicados em área total e incorporados. Os silicatos granulados são aplicados em mistura com os outros fertilizantes.

Os silicatos solúveis – silicatos dos metais alcalinos (Na e K) e amônio – podem ser aplicados no solo e via foliar (Korndörfer e Souza, 2018). O Silimax® é um fertilizante fluido, com uma formulação diferenciada.  É formulado com silicato de potássio, fonte de silício prontamente disponível à cana. Possui 10% de Si, 15% K2O e densidade de 1,38 g/mL. Cada litro do Silimax® possui 138 g de Si prontamente disponível à cana-de-açúcar.

Recomendações de uso

De forma similar aos elementos químicos classificados como essenciais às plantas, as análises químicas de solo e de folhas são ferramentas importantes para uma boa recomendação de silício para as plantas.

Segundo Korndörfer et al. (1999 e 2001), os solos arenosos ou com valores de silício no solo inferiores a 18 mg/dm3, extraídos com ácido acético a 0,5 mol/L e/ou inferiores a 8 mg/dm3, extraídos em CaCl2 0,01 mol/L, são aqueles que mais frequentemente apresentam resposta à aplicação de silício.

Entretanto, ainda são necessárias mais pesquisas para a determinação do nível crítico do silício nos mais distintos solos e sistemas de cultivo.

De maneira geral, os solos possuem teores adequados de silício para as plantas. Entretanto, com os cultivos sucessivos, principalmente com plantas que exportam grandes quantidades deste elemento químico, pode ocorrer redução significativa no teor disponível às plantas.

Os silicatos provenientes de siderurgia possuem efeito corretivo da acidez dos solos. Portanto, doses excessivas de silicato podem provocar aumentos do pH acima de valores desejados, ocasionando a redução na disponibilidade de micronutrientes catiônicos. De maneira geral, as doses de silicatos de cálcio consideradas como adequadas para as culturas variam de 1,5 a 2,0 t/ha (Reis et al., 2007)

Silício via foliar

Conforme comentado anteriormente, em solos com baixa disponibilidade de silício (solos arenosos e demais solos com baixo teor de silício), deve-se realizar a adubação foliar em complementação ao fornecimento deste elemento químico no solo.

Em cana-de-açúcar, realizar pelo menos duas adubações foliares com 1,0 L/ha do Silimax® na fase de maior desenvolvimento vegetativo e 30 a 45 dias após.

Quer saber mais? Para mais informações, consulte o site do Grupo Vittia – www.vittia.com.br -, nossos representantes comerciais ou os profissionais do Departamento Agronômico.