Il ruolo del silicio nel metabolismo vegetale

Nessun commento Scritto da Maurizio Paolillo

Continuiamo il nostro approccio laico alla biodinamica. Dopo aver parlato del preparato 500 o cornoletame (Bioattività del suolo e ruolo dell’humus), oggi spostiamo il focus sul preparato 501 o cornosilice.

Qualcuno ha detto che, negli anni in cui nessuno sembrava interessarsi a lui, Monk era fermo in attesa che il futuro lo raggiungesse, facendo così capire la sua musica.
(Arrigo Polillo, Jazz. La vicenda e i protagonisti della musica afro-americana, Mondadori, 1975)[1].

Il preparato 501 o cornosilice costituisce il secondo strumento fondamentale dell’agricoltura biodinamica. La materia prima è il cristallo di rocca, il minerale di silice più puro esistente in natura: contiene fino al 98% di silice pura (SiO2) contro il 75-80% delle sabbie comuni. I cristalli vengono triturati molto finemente; con la polvere così ottenuta vengono riempiti i corni di vacca, che sono interrati dalla primavera all’autunno. Dopo averli disseppelliti, si preleva la polvere di silice. Al momento dell’uso si prepara una sospensione dinamizzata con acqua e una quantità minima di preparato (3-5 g in 50 litri di acqua per ettaro), che viene distribuita per aspersione sopra la chioma delle colture.

Fino ad anni recenti, i presupposti metabolici alla base dell’azione della cornosilice apparivano poco chiari. Anche per questo i principi enunciati da Rudolf Steiner nelle conferenze di Koberwitz del 1924 sono stati ammantati di un’aura di esoterismo che non ha certo giovato all’idea originaria di dare impulso al progresso dell’agricoltura.

Il silicio non era considerato un elemento essenziale della fertilità e non era neanche incluso nella legislazione sui fertilizzanti. Eppure esso è dopo l’ossigeno il secondo elemento più abbondante della crosta terrestre dove è presente soprattutto come biossido di silicio o silice (SiO2), silicati e alluminosilicati; la forma più disponibile per le piante nel suolo è l’acido monosilicico (MSA).

È riscontrabile nelle strutture anatomiche di svariati organismi viventi: le diatomee, alghe unicellulari dotate di parete cellulare costituita da silice; i radiolari, protozoi marini dallo scheletro siliceo; le spugne, munite di strutture di sostegno silicee dette spicole. Tra le piante superiori, si trova nell’equiseto, la cui epidermide contiene granuli di silice, o nell’ortica, i cui peli sono muniti di una punta silicizzata.

Negli ultimi anni i risultati di numerose ricerche citate in letteratura scientifica hanno aperto interessanti prospettive al ruolo del silicio nel metabolismo vegetale (rif. 1-2-3). Dal 2022 l’UE ha infatti inserito i composti di silicio nell’elenco dei biostimolanti vegetali. L’equipe del dott. Henk-Maarten Laane[2] ha selezionato centinaia di articoli scientifici relativi a prove sperimentali che confermano l’efficacia dei composti di silicio nel migliorare le funzioni metaboliche e la resistenza delle piante agli stress biotici e abiotici (rif. 5-6-16).

L’applicazione di diverse fonti di silicio è in grado di incrementare l’efficienza fotosintetica in condizioni di stress (rif. 7); in particolare, il preparato 501 si è confermato efficace nello stimolare la capacità della pianta di assorbire la luce e di rispondere agli stress biotici (rif. 4).

In caso di carenza idrica, lo strato di silice nel tessuto epidermico delle foglie, stimolando la chiusura degli stomi, riduce le perdite di acqua per traspirazione (rif. 9-10). Lo stress salino accompagnato da deficit idrico può stimolare la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS)[3], che causano danni ossidativi ai componenti cellulari. Il silicio potenzia l’attività di enzimi antiossidanti contribuendo a proteggere le cellule dallo stress ossidativo (rif. 8-12). Inoltre, in suoli con salinità eccessiva, contribuisce a mantenere un equilibrio ionico più favorevole alla pianta riducendo l’assorbimento degli ioni sodio (Na+) a favore del potassio (K+) (rif. 11); riesce inoltre a ridurre l’assorbimento di ioni alluminio (Al+++) che possono risultare tossici (13). In condizioni di acidità elevata, l’assorbimento di fosforo (P), calcio (Ca) e magnesio (Mg) può ridursi sensibilmente; il silicio facilita la traslocazione di questi nutrienti all’interno della pianta (rif. 14). Riduce altresì i danni da freddo e da vento forte, attraverso l’aumento della consistenza strutturale delle pareti cellulari e, di conseguenza, la resistenza meccanica di fusti e foglie (rif. 15).

L’efficacia del silicio nel contrasto di patogeni

Ne è dimostrata l’efficacia anche nel contrasto di patogeni o fitofagi attraverso svariati meccanismi di azione.

  1. Silicizzazione: formazione, nelle pareti cellulari, di uno strato di silice che costituisce una barriera fisica contro la penetrazione di molti patogeni (rif. 17); funge anche da deterrente per gli erbivori rendendo le foglie meno appetibili.
  2. Resistenza sistemica acquisita (SAR): il trattamento con silicio esalta la produzione di fitoalessine[4], innescando nell’intera pianta una risposta sistemica di lunga durata a un’infezione localizzata (rif. 18).
  3. Stimolo alla produzione di ormoni vegetali, in particolare di acido jasmonico[5] (JA) e acido salicilico (SA), che svolgono ruoli cruciali nelle risposte immunitarie delle piante (rif. 19).

Nello specifico, le applicazioni di silicio associato a Trichoderma sp.[6] su vite hanno fatto registrare una sensibile riduzione dei sintomi da peronospora (Plasmopara viticola) (rif. 20), mentre le nanoparticelle di biossido di silicio (SiO2 NPs) hanno mostrato attività nei confronti di Fusarium brachygibbosum, agente di tracheomicosi dell’olivo (rif. 22).

Conclusioni

In conclusione molti recenti studi hanno confermato l’utilità di fitostimolanti a base di silicio. Con la non trascurabile differenza che il trattamento con un fitostimolante in commercio costa dieci volte quello col preparato 501. E non è detto che sia altrettanto efficace.

Già un secolo fa Steiner accese una luce sull’uso della silice in agricoltura. Da allora pochi erano stati i dati di laboratorio a supporto delle sue tesi. Ma questo, come altri preparati biodinamici, ha sempre dimostrato di funzionare, al di là dello scetticismo di chi pretendeva le cosiddette prove scientifiche. L’assenza della prova non è la prova dell’assenza[7]: non aver trovato la conferma della veridicità di una teoria non è la prova della sua falsità. La vera scienza ci insegna a dubitare.

Note a piè di pagina

[1] Thelonious Sphere Monk (1917-1982) è stato un pianista e compositore afro-americano. Per anni sottovalutato, fu in seguito apprezzato per il suo enorme contributo compositivo e per lo stile originale, entrambi fonti di ispirazione per generazioni di musicisti.

[2] Henk-Maarten Laane è Direttore Ricerca e Sviluppo di Rexil Agro, Weesp, Paesi Bassi.

[3] Le ROS (Reactive Oxygen Species) sono specie chimiche contenenti ossigeno e chimicamente reattive. L’eccesso di ROS o la ridotta capacità di neutralizzarle può determinare uno stato di stress ossidativo delle cellule e la loro conseguente degenerazione.

[4] Composti a basso peso molecolare, di natura non proteica ad azione antimicrobica, prodotti dalle piante a seguito di interazioni con patogeni.

[5] L’acido jasmonico (JA) è un fitormone attivo nella difesa stress biotici e abiotici. I derivati dell’JA, in particolare lo jasmonato di metile, sono in grado di indurre nelle piante la produzione di metaboliti secondari implicati nella difesa chimica.

[6] Un genere di funghi largamente usato nei programmi di lotta biologica.

[7] Aforisma attribuito a Carl Sagan (1934 – 1996), astronomo, divulgatore scientifico e autore di fantascienza statunitense.

Riferimenti

  1. Wendy Zellner, Lawrence Datnoff, Silicon as a biostimulant in agriculture, Burleigh Dodds Science Publishing, Cambridge, 2020
  2. Nagabovanalli Prakash, Sreenivasan Sandhya, Kollalu Sandhya, Majumdar Sabyasachi, Thimmappa Pallavi, Anjum Mohsina, Silicon in Soil and Plant Nutrition: A Decade of Research at the University of Agricultural Sciences, Bangalore, Indian Journal of Fertilisers, 2021
  3. Jian Feng Ma, Il silicio, elemento “essenziale” per alcune colture agrarie, Italus Hortus (SOI, Società di Ortoflorofrutticoltura Italiana), 2007
  4. Elena Marcolla, Valutazione degli effetti del preparato 501 su vigneti biologici e biodinamici in Trentino, Università degli Studi di Padova, 2015.
  5. Lourdes Hernandez-Apaolaza, Priming With Silicon: A Review of a Promising Tool to Improve Micronutrient Deficiency Symptoms, Frontiers in Plant Science, 2022
  6. Jain Neeru,·Chidrawar Shaliesh,·Thorat Vaishali,·Shah Purav,·Rajput Manoherlal, Role of Orthosilicic Acid (OSA) Based Formulation in Improving Plant Growth and Development, Springer Science+Business Media, Dordrecht 2016
  7. Mallikarjuna Jeer, Yogesh Yele, Kashish Sharma, Nagabovanalli B, Prakash, Exogenous Application of Different Silicon Sources and Potassium Reduces Pink Stem Borer Damage and Improves Photosynthesis, Yield and Related Parameters in Wheat, Agricultural and Food Science (AFSci) Journal, 2020
  8. Anshu Rastogi, Saurabh Yadav, Sajad Hussain, Sunita Kataria, Shokoofeh Hajihashemi, Pragati Kumari, Xinghong Yang, Marian Brestic, Does silicon really matter for the photosynthetic machinery in plants…?, Plant Physiology and Biochemistry, 2021
  9. Elżbieta Sacala, Role of Silicon in Plant Resistance to Water Stress, Journal of Elementology, 2009
  10. Yu Shi, Yi Zhang, Weihua Han, Ru Feng, Yanhong Hu, Jia Guo, Haijun Gong, Silicon Enhances Water Stress Tolerance by Improving Root Hydraulic Conductance in Solanum lycopersicum L. – Frontiers in Plant Science, 2016
  11. Yong-Xing Zhu, Hai-Jun Gong, Jun-Liang Yin, Role of Silicon in Mediating Salt Tolerance in Plants: A Review, Plants, Basel, 2019
  12. Muhammad Saqib, Christian Zörb, Sven Schubert, Silicon-mediated improvement in the salt resistance of wheat (Triticum aestivum) results from increased sodium exclusion and resistance to oxidative stress, Functional Plant Biology, CSIRO Publishing, 2008
  13. Martin J Hodson, David E Evans, Aluminium-silicon interactions in higher plants: an update, Oxford University Press, 2020
  14. Asha Kumari, Binny Sharma, Bansh Narayan Singh, Akash Hidangmayum, Hanuman Singh Jatav, Kailash Chandra, Rajesh Kumar Singhal, Eetela Sathyanarayana, Abhik Patra, Kiran Kumar Mohapatra, Physiological mechanisms and adaptation strategies of plants under nutrient deficiency and toxicity conditions, Academic Press, 2021
  15. Edward Bent, Silicon solutions. Helping plants to help themselves, Sestante, 2014
  16. Flore Guntzer, Catherine Keller, Jean-Dominique Meunier, Benefits of plant silicon for crops: a review, Springer Nature Link, 2011
  17. Jian Feng Ma, Role of silicon in enhancing the resistance of plants to biotic and abiotic stresses, Soil Science and Plant Nutrition, 2004
  18. Hang Gao, Miaojie Guo, Jianbo Song, Yeye Ma, Ziqin Xu, Signals in systemic acquired resistance of plants against microbial pathogens, Molecular Biology Reports, 2021
  19. Satyapriya Singh, Manas Ranjan Sahoo, Gobinda Chandra Acharya, Dinesh Jinger, Priyanka Nayak, Silicon: a Potent Nutrient in Plant Defence Mechanisms Against Arthropods, Springer Nature Link, 2021
  20. Fabio Osti, Elisa Giorgia Metruccio, Stefano Di Marco, Prime evidenze sperimentali su applicazioni di Trichoderma e silicio nei confronti della peronospora della vite, CNR, Istituto per la BioEconomia, 2020
  21. Elena Marcolla, Valutazione degli effetti del preparato 501 su vigneti biologici e biodinamici in Trentino, Università degli Studi di Padova, 2015
  22. Meryam Belhedi, Besma Sghaier, Mario Masiello, Haythem Nafati, Stefania Somma, Lucia Gambacorta, Rached Salhi, Mouna Messaoud, Sonia Labidi, Antonio Moretti, Sofiene B.M. Hammami, Silicon Dioxide (SiO2) Nanoparticles Affect the Morphology, Sporulation, Mycotoxin Production and Pathogenicity of Fusarium brachygibbosum Against Olive Trees, Frontiers in Nanotechnology, 2025

Bibliografia

  • Rudolf Steiner, Impulsi scientifico spirituali per il progresso dell’agricoltura, Editrice Antroposofica, 2003
  • Alex Podolinsky, Agricoltura biodinamica. Lezioni introduttive. Vol. 1, Editrice Pubbliprint Grafica, 2002
  • Herbert H. Koepf, Che cos’è l’agricoltura biodinamica, Editrice Antroposofica, 1989
  • Hans Martin Haug, La trasformazione aziendale, Editrice Antroposofica, 1983
  • Youssef Rouphael, Patrick du Jardin, Patrick Brown, Stefania De Pascale, Giuseppe Colla, Biostimulants for sustainable crop production, Burleigh Dodds Science Publishing, Cambridge, 2020
  • Giulio Masato, Valutazione degli effetti del preparato biodinamico 501 sul vitigno Verdicchio nelle Marche, Università degli Studi di Padova, Dipartimento di Agronomia Animali Alimenti Risorse Naturali e Ambiente, 2015
  • Francesco Balducci, Uso dei Biostimolanti e induttori di resistenza in Viticoltura. Un possibile aiuto alla nutrizione e difesa della Vite, Università degli Studi di Firenze, Facoltà di Agraria, Corso di Laurea in Viticoltura ed Enologia, 2014

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ph Gianpaolo Di Gangi

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Maurizio Paolillo è Dirigente scolastico, agronomo. Già responsabile scientifico di Porthos, è coautore de “Il vino ‘naturale’. I numeri, gli intenti e altri racconti” (Cooperativa Editoriale Versanti). Docente FISAR, scrive e collabora con diverse riviste e pubblicazioni di settore, è redattore della Guida Slow Wine per la Campania.

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Questo articolo è apparso nel Numero #22 della Newsletter Slow Wine, per chi ama il vino buono pulito e giusto.
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