Silicio, un fedele alleato per il moderno agricoltore

Non è sorprendente che le piante abbiano sviluppato, nel corso di milioni di anni, un rapporto stretto e vitale con il silicio presente nel suolo sotto forma di particelle di sabbia e argilla (alluminosilicati). Naturalmente, gli agricoltori pensano che le piante abbiano silicio a sufficienza. Ma si tratta di una percezione errata: l’unica molecola biodisponibile per le piante è l’acido mono-silicico (Msa), che è altamente instabile e spesso carente nei terreni. Esso viene rilasciato naturalmente dalle rocce e dai minerali di silice attraverso l’idrolisi con acidi organici e carbonici deboli presenti nel suolo. Tuttavia, si polimerizza facilmente in acidi poli-silicici a catena lunga, biologicamente inattivi.

Il fatto che il silicio non “uccida o curi” potrebbe indebolire l’interesse di agricoltori, della filiera e delle autorità preposte ad assumere decisioni in ambito agricolo.

Del resto, è abbastanza comune, per tanti produttori, affrontare i problemi dopo che si sono manifestati: infestazioni di insetti, malattie o stress ambientali che ostacolano la crescita e lo sviluppo. Il valore dei prodotti preventivi, peraltro, è difficile da calcolare, e per le aziende agrochimiche risultano più convenienti da commercializzare. In aggiunta, gli effetti dell’Msa tendono a essere specifici per ogni coltura e gli agricoltori devono seguire indicazioni precise sull’applicazione, come il tipo di coltura, le fasi di crescita, il dosaggio e la frequenza. Il silicio non rientra neanche nelle categorie dei prodotti tradizionali: non è un fertilizzante, né un biostimolante, poiché per definizione quest’ultimo esclude qualsiasi effetto provato contro gli stress biotici. Infine, il silicio è considerato un elemento semplicemente benefico, quando in realtà è un elemento essenziale, assorbito e accumulato da tutte le piante in misura maggiore o minore.

Una storia complicata

La storia mostra una certa lentezza nell’accettazione dell’uso del silicio in agricoltura, fatta eccezione per alcune colture monocotiledoni come riso, canna da zucchero e cereali, dove gli effetti significativi sono immediatamente evidenti. Nel corso degli anni, migliaia di articoli scientifici sottoposti a revisione paritaria hanno dimostrato il valore dell’applicazione del silicio su una vasta gamma di colture, contro stress abiotici e biotici, come verificato dall’Issag (International society for silicon in agriculture). Nonostante ciò, per le ragioni sopra menzionate, la ricerca scientifica non è stata adeguatamente tradotta in educazione e innovazione agronomica.

Le funzioni

Il silicio non “uccide o cura”, bensì sostiene, protegge, previene e scoraggia gli stress abiotici e biotici, diventando sempre più importante in quest’epoca di sensibilità ambientale, cambiamenti climatici ed eventi meteorologici estremi. Poiché gli integratori di silicio riducono spesso il consumo di acqua e l’uso di fertilizzanti e agrofarmaci, non ci si può aspettare un grande interesse dall’industria agrochimica. L’autore preferisce qui considerare gli effetti dell’Msa riscontrati principalmente in prove commerciali, piuttosto che in articoli di ricerca scientifica. Questi ultimi possono essere comunque consultati tramite l’Issag, negli atti delle conferenze internazionali sul silicio in agricoltura.

Lo strato di silice depositato sulle superfici fogliari e nella cuticola fornisce una barriera all’erbivoria, fungendo da deterrente naturale. Gli apparati boccali delle larve si consumano più rapidamente e la penetrazione delle foglie da parte degli insetti che si nutrono di linfa è più difficile. Per questa sola ragione, l’assenza di silicio nelle sperimentazioni contro la Xylella è sorprendente. Casi di Xylella sono stati riscontrati anche nelle viti. Allo stesso modo, le spore fungine di Pythium e Oidium, per esempio, incontrano maggiori difficoltà a penetrare le superfici silicizzate per germinare e diffondersi. Similmente, una ricerca universitaria ha scoperto che un prodotto a base di silicio-fosfito brevettato causa una crescita più densa di peli sulla superficie superiore delle foglie di fragola.

Prove a Lanzarote hanno dimostrato che l’applicazione fogliare di Msa stabilizzato ha notevolmente migliorato la resistenza delle viti al vento e alla siccità, aumentandone la resa. Infine, la silice è un componente strutturale depositato nelle pareti cellulari, che contribuisce alla forza e alla rigidità dei tessuti vegetali, vitale ad esempio per i vasi conduttori dello xilema. Aiuta anche a prevenire l’allettamento in caso di forti venti, un aspetto particolarmente importante per i coltivatori di riso, cereali ed erbe.

Il silicio agisce anche come condizionatore del suolo. Vaste aree di terreno agricolo vengono rese non coltivabili a causa di monocolture intensive, compattazione, contaminazione. In altri casi, la terra risulta non più utilizzabile per l’agricoltura a causa dell’aumento di acidità o salinità.

Il silicio, dall’altra parte, aiuta a mantenere i suoli aperti e fertili, con popolazioni sane di microrganismi. Gli acidi poli-silicici aiutano ad aggregare le particelle del suolo, aumentandone la superficie, utile per adsorbire i minerali in eccesso e ridurre la lisciviazione. L’acido mono-silicico  contribuisce a orchestrare la disponibilità e l’assorbimento dei minerali, in particolare fosforo, potassio e calcio. Si combina con altri elementi nell’acqua del suolo o all’interno della pianta, riducendo così la potenziale tossicità. È un antagonista naturale dell’alluminio reattivo nei suoli acidi, che danneggia gravemente le giovani radici in crescita.

L’Msa viene assorbito dalle radici insieme all’acqua che risale attraverso lo xilema, il sistema di conduzione delle piante. Raggiunge così le foglie, dove si deposita sotto forma di silice, contribuendo a mantenere il corretto equilibrio idrico e a proteggere la pianta. Inoltre, alcuni meccanismi cellulari attivi aiutano a regolare in modo naturale l’assorbimento di acqua e minerali.
Quando viene applicato sulle foglie, l’Msa (in forma di sMsa) stimola la produzione di clorofilla e attiva una serie di segnali interni che favoriscono la sintesi e il movimento di ormoni ed enzimi. Questi processi migliorano la distribuzione dei prodotti della fotosintesi verso le radici, sostenendo la crescita e aumentando la produttività della pianta.
L’Msa agisce anche come regolatore biologico, influenzando l’attività dei geni coinvolti nel metabolismo e nella produzione di enzimi, ormoni e proteine fondamentali per il buon funzionamento del “sistema immunitario” vegetale. In questo modo, aiuta le piante a difendersi meglio dagli stress.

Bene anche nel post-raccolta

Un altro aspetto ancora non adeguatamente indagato, è l’importanza dell’Msa per le caratteristiche post-raccolta dei frutti. Le risposte fisiologiche agli stress durante la crescita hanno infatti un impatto importante anche in questa fase. Ciò influisce sia sulla qualità esterna (resa, aspetto, ecc.), sia su quella interna (tessuti strutturali, valori nutrizionali, residui d’acqua e chimici). Questi elementi agiscono su raccolta, stoccaggio, imballaggio, trasporto e distribuzione (shelf-life o relativo spreco). Le mele provenienti da piante trattate con Msa stabilizzato hanno bucce più spesse e cerose e producono più succo una volta spremute. Una ricerca svolta in Italia tramite risonanza magnetica ha dimostrato una conservazione e freschezza prolungata di 11 giorni per i pomodori! Con le fragole, si è registrato un ritardo nel deterioramento di 5-7 giorni. Ancora più pronunciato in molte varietà di piante è stato l’aumento del grado brix (contenuto di zucchero), delle vitamine e del contenuto minerale.

Elementi da valutare

Tuttavia, gli agricoltori devono valutare il tipo di integratore di silicio migliore per le loro esigenze. Gli integratori presenti sul mercato si presentano in tre forme principali. Allo spray fogliare liquido di acido mono-silicico stabilizzato (sMsa) vengono comunemente aggiunti anche altri elementi, come il boro e il molibdeno. Esso può essere tranquillamente combinato con altre sostanze nei programmi di irrorazione. I sali di silicato solubili, come il silicato di potassio, sono inclusi in questa categoria. Un secondo gruppo è costituito da sali particolati, che vanno dalle zeoliti e farine fossili fino al silicato di calcio. Tradizionalmente, quest’ultimo viene utilizzato anche per la calcinazione, ottenuto come sottoprodotto della fusione e raffinazione dei metalli. Più recentemente, il silicato particolato è stato ottenuto da vetro riciclato. Un potenziale vantaggio è il suo rilascio più lento. I terreni vengono spolverati con queste forme granulari o in polvere. In modo più efficace, le particelle micronizzate (0,1 – 10 µ micrometri) o le nanoparticelle (100 nanometri – 0,1 µ) vengono applicate come sospensione liquida in irrorazioni fogliari o in trattamenti del suolo. Infine, le fonti organiche includono la cenere di scorie di riso, il materiale vegetale compostato e gli estratti vegetali come l’equiseto.

Una “polizza assicurativa”

In conclusione, il silicio offre agli agricoltori una sorta di polizza assicurativa che aiuta le piante a “cavarsela da sole” in modo naturale. Rafforza la capacità delle stesse nel combattere gli stress abiotici e biotici. Applicare il silicio in agricoltura richiede però una mentalità ecologica. Bisogna anche menzionare i significativi vantaggi dell’applicazione del silicio in idrocoltura, acquacoltura, piscicoltura, allevamento di pollame, animali da fattoria e per la salute umana, settori anch’essi in ritardo in termini di innovazione, ma questa è un’altra storia. 

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