Efficacité du silicium sur la germination des graines et la croissance des semis

Des essais d'amorçage de semences en silicium ont été réalisés pour augmenter la germination des semences ou la vigueur des plantules et également pour faire face à plusieurs stress abiotiques, tels que la sécheresse, la salinité et le stress alcalin (2).

Différents composés de Si ont été utilisés pour l'apprêt, les silicates et le MSA montrant des effets positifs significatifs. Dans une étude sur le MSA (liquide), les semences de riz ont été traitées par enrobage humide et trempage d'une nuit. L'application de MSA a permis d'obtenir une meilleure vigueur des semis ainsi qu'une augmentation de la teneur en eau.

25 % d'augmentation de la longueur des plantules et 64 % d'augmentation du poids frais par rapport aux semences de contrôle (3).

Les effets du Si sur la germination du maïs, la croissance des semis et d'autres caractéristiques ont été étudiés en trempant les graines dans des solutions de différentes concentrations de Si, ce qui a entraîné une augmentation de la teneur en chlorophylle, de l'accumulation de matériaux osmotiques et de l'activité du système de défense antioxydant, réduisant les dommages du système membranaire, les teneurs en espèces réactives de l'oxygène et l'ouverture des stomates (4).

Malgré les essais limités réalisés jusqu'à présent, l'amorçage des semences à l'aide de formulations Si liquides s'avère être une technologie prometteuse, peu coûteuse et facile à utiliser, dont l'efficacité est significative, y compris en cas de stress abiotique.

Efficacité du silicium sur les paramètres de croissance, l'absorption des nutriments et la photosynthèse

L'efficacité des composés solides de Si dépend de la croissance de la plante et varie en fonction de l'espèce végétale, des conditions environnementales et de la disponibilité du silicium. Plusieurs revues (5 ; 6) montrent l'efficacité de tous les types de composés de Si, solides ou foliaires.

L'application de silicate de calcium dans le riz de zone humide à plusieurs endroits a montré une amélioration des paramètres de croissance, comme le nombre de talles, l'indice de surface foliaire et les valeurs de chlorophylle (indice SPAD), et une amélioration des paramètres de rendement comme le nombre de panicules par colline, les grains remplis par panicule, et le rendement en grains (+28% à +32%) et en paille. L'absorption d'éléments nutritifs comme le P et le Ca a augmenté. Ces augmentations de rendement sont le résultat de l'amélioration du sol et d'une plus grande absorption de MSA (7). L'évaluation comparative des performances d'autres sources de Si telles que le biochar, comme le biochar de balle de riz, a également montré leur importance pour l'amélioration de la qualité du sol et des cultures (7). L'avantage de l'utilisation du biochar de balle de riz est qu'il s'agit d'un produit recyclé pour la production durable de riz (8).

La littérature mentionne les effets positifs d'autres composés de Si, tels que la terre de diatomée (DE), la diatomite, la wollastonite (_CaSiO3), le talc (_MgSiO3), le gel de silice, les silicates (tels que _K2SiO3 et _Na2SiO3), le mélange de silice Sous-produit industriel : Laitier de fer/acier, laitier de four électrique, laitier de haut fourneau, boue de traitement, cendres volantes et silice à base de matières végétales telles que le biochar de miscanthus, la coque de riz fraîche et le biochar de coque de riz, et bien d'autres encore.

L'acide silicique foliaire (MSA) est utilisé en agriculture depuis 2003, lorsque les premiers essais sur le terrain ont été réalisés sur des pommes de terre (rendement : + 5 %) et des oignons (rendement : + 11 %) (9). Depuis lors, de nombreux essais ont été réalisés avec de l'acide silicique foliaire (stabilisé) sur toutes sortes de cultures telles que : la papaye (9), le riz (10), le raisin (11), le millet (12), le concombre (13), la rose coupée (14), le pois fourrager (15), la mandarine (16), la laitue (17), le tabac (18), le soja (19), le gombo (20;21), la canne à sucre (22) et d'autres cultures encore.

Dans tous ces essais, des augmentations significatives des paramètres de croissance, du rendement et de la qualité ont été signalées. Par exemple, dans le cas des raisins, on a constaté une augmentation de l'absorption de nutriments tels que P, K, Ca, B et également Si. L'augmentation de la teneur en Si était supérieure à la quantité appliquée dans la pulvérisation foliaire, ce qui indique une absorption accrue à partir du sol.

Dans un autre essai, il a été montré (24) que l'application foliaire de MSA sur le blé améliorait la photosynthèse, la conductance stomatique, l'efficacité de l'utilisation de l'eau, la concentration intercellulaire de_CO2 et diminuait de manière significative le taux de transpiration par rapport au contrôle, ce qui entraînait une augmentation significative du rendement.

Des résultats similaires ont été obtenus par l'application de sprays de nano-silice (25;26).

Dans une étude comparative sur l'efficacité des cendres de balle de riz (RHA), des silicates de calcium, du gel de silice et de l'acide silicique foliaire (MSA) sur la croissance et le rendement du riz, il a été montré que toutes les sources de Si augmentent le rendement du riz, tandis que l'efficacité de l'acide silicique foliaire (stabilisé) est significativement plus élevée que les autres sources de Si.

Dans un essai sur la canne à sucre, l'efficacité des pulvérisations foliaires de MSA a été comparée à l'application au sol de silicates de calcium (CS), à la combinaison MSA foliaire/CS et au contrôle. L'augmentation du rendement pour le MSA foliaire était de + 26 %, pour le CS appliqué au sol de + 14 %, et pour la combinaison MSA/CS de + 33 %, tous comparés au contrôle.

Des résultats similaires ont été décrits pour la combinaison de l'application de DE dans le sol avec des pulvérisations de DE sur la croissance et le rendement du café(26).

Le silicium pour atténuer les stress abiotiques sur les cultures

Le Si est le seul élément qui augmente la résistance des plantes à de multiples stress (29), qu'il s'agisse de stress abiotiques (sécheresse, chaleur/radiation, salinité, acidité, toxicité des métaux, froid/congélation) ou de stress biotiques.

Les principaux mécanismes d'atténuation des contraintes par l'application du Si sont basés sur :

1. a) une plus grande absorption de silicium déposé sous forme de silice dans les parois cellulaires, renforçant la plante et fonctionnant comme une barrière physique (mécanique) dans les plantes, et
2. b) influencer les activités métaboliques/physiologiques, en particulier en cas de stress (multiples) (30).

Sécheresse et chaleur

Le stress dû à la sécheresse est un problème croissant presque partout dans le monde, en raison des implications du changement climatique. Il a été démontré que le rôle et l'importance de l'application de silicium reposent sur plusieurs mécanismes :

1. a) la couche de silice dans les parois cellulaires des vaisseaux du xylème empêche la compression des vaisseaux en cas de forte transpiration causée par la sécheresse ou le stress thermique. La couche de silice dans le tissu épidermique protège les plantes contre une perte excessive d'eau par transpiration, en raison de la fermeture des stomates qui entraîne une réduction de la transpiration des feuilles (31;32).
2. b) Le Si est également impliqué dans la régulation des enzymes antioxydantes, qui constituent l'une des premières lignes de défense contre le stress dû au déficit hydrique.

Au cours de la dernière décennie, des effets positifs ont été constatés sur l'application de plusieurs composés de silicium (comme les silicates de Na, K, Ca et Mg, les scories de silicium) sur la réduction du stress dû à la sécheresse/chaleur pour les céréales (blé, riz, maïs, sorgho), les légumineuses (haricot mungo, niébé, pois chiche), les oléagineux (tournesol), les légumes (tomate, poivron) et d'autres (châtaigne et pistache) (33). L'application foliaire de MSA a augmenté la teneur en eau relative, la teneur en chlorophylle des feuilles et abaissé les températures du couvert végétal (34).

La sécheresse/chaleur peut avoir un impact négatif sur la croissance, en particulier dans les situations extrêmes. En 2018, les applications foliaires d'OSAB (= MSA) ont augmenté la croissance des citrouilles dans la région des desserts du sud de l'Algérie (photo 1 et 2).  

Photo 1 et Photo 2 : Effet des pulvérisations foliaires d'OSAB (= MSA) sur les citrouilles dans le sud de l'Algérie en 2018. Plantes témoins : à gauche ; plantes traitées au Si : à droite ;. Photo : @ Rexil-Agro BV

Salinité

Les mécanismes d'amélioration de la tolérance au stress salin sont les suivants (35) :

1. a) réduction de l'absorption de sodium : Le silicium peut réduire l'absorption des ions sodium (^Na+) par les racines des plantes. Le silicium renforce la sélectivité de l'absorption des ions, favorisant l'absorption d'éléments bénéfiques tels que le potassium (^K+) par rapport au sodium. Cette absorption sélective contribue à maintenir un équilibre ionique plus favorable dans les tissus végétaux dans des conditions de stress salin.
2. b) un système de défense antioxydant renforcé : Le stress salin peut entraîner la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans les plantes, ce qui provoque des dommages oxydatifs aux composants cellulaires. Le silicium renforce l'activité des enzymes antioxydantes telles que la superoxyde dismutase (SOD), la catalase (CAT) et la peroxydase (POD). Ces enzymes contribuent à détoxifier les ROS et à protéger les cellules végétales du stress oxydatif (36).
3. c) Renforcement des parois cellulaires par le dépôt d'une couche de silice, qui constitue une barrière physique contre la pénétration du sel. Ce mécanisme contribue à réduire le mouvement des ions salins des racines vers les pousses, évitant ainsi leurs effets toxiques sur les tissus végétaux.
4. d) Amélioration des relations hydriques : le stress salin peut perturber l'équilibre hydrique des plantes, entraînant un déficit hydrique et une réduction de la croissance des plantes. Le silicium peut améliorer les relations hydriques des plantes soumises à un stress salin, en favorisant l'absorption et le transport de l'eau. Il contribue à maintenir l'intégrité des membranes cellulaires et à réguler la conductance stomatique, réduisant ainsi la perte d'eau par transpiration, un mécanisme similaire en cas de sécheresse.
5. e) Régulation de l'expression des gènes : Le silicium influence l'expression des gènes impliqués dans plusieurs situations de stress, y compris le stress salin. Il augmente l'expression des gènes liés au stress, y compris ceux qui codent pour les osmo-protecteurs, les transporteurs et les protéines de signalisation du stress. Cette régulation des gènes par le silicium (application) est importante pour améliorer la capacité de la plante à faire face à la plupart des stress.

L'application de silicium supplémentaire sur du blé cultivé dans un sol salin a entraîné une augmentation de l'exclusion du sodium et de l'activité des enzymes antioxydantes (36). En outre, la perméabilité de la membrane plasmique a diminué et l'activité des racines a augmenté, ce qui a entraîné une meilleure absorption des nutriments chez l'orge (37).

Les applications foliaires de AB Yellow (= MSA) sur le blé, cultivé dans un sol très salé en Roumanie, ont augmenté le rendement. Dans un essai sur deux parcelles de 1,8 et 2,1 ha, l'efficacité des pulvérisations foliaires de MSA a été comparée au contrôle. Aucun NPK n'a été utilisé. Le rendement du témoin était de 1050 kg/ha et de 3100 kg/ha pour la parcelle traitée (photo 3).

Photo 3 : Effet des pulvérisations foliaires de AB Yellow (= MSA) sur le blé cultivé dans un sol très salé dans l'est de la Roumanie en 2014. Traitement au Si : plante inférieure ; contrôle non traité : plante supérieure. Photo : @ Rexil-Agro BV

Acidité

Le silicium (Si) peut améliorer la tolérance des plantes au stress acide. Voici quelques-uns des mécanismes :

a) Détoxification de l'aluminium. La présence d'ions aluminium (Al) toxiques peut provoquer de l'acidité. Le silicium réduit la toxicité de l'Al en formant des complexes avec les ions Al dans la zone racinaire, ce qui réduit l'absorption et la translocation dans la plante et prévient les effets toxiques de l'Al sur la croissance des racines et d'autres processus physiologiques (38).

b) Stabilisation des membranes cellulaires. Le stress dû à l'acidité peut perturber l'intégrité des membranes cellulaires. Le silicium peut améliorer la stabilité des membranes cellulaires, les protégeant ainsi des dommages induits par l'acide. Cette stabilisation est importante pour l'intégrité des structures cellulaires et pour améliorer les fonctions des plantes dans des conditions de stress acide (39).

c) Régulation de l'absorption des nutriments. Le silicium peut affecter l'absorption et la translocation des nutriments essentiels dans les plantes. En cas de stress dû à l'acidité, la disponibilité et l'absorption de nutriments tels que le phosphore (P), le calcium (Ca) et le magnésium (Mg) peuvent être altérées. Il a été démontré que le silicium améliore l'absorption et la translocation de ces nutriments, améliorant ainsi l'équilibre des nutriments dans les plantes, ce qui favorise leur croissance et leur développement (40).

d) Renforcement de la défense antioxydante. Comme d'autres stress abiotiques, le stress dû à l'acidité peut augmenter les espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans les cellules végétales. Il a été démontré que le silicium renforce l'activité des enzymes antioxydantes, telles que la superoxyde dismutase (SOD), la catalase (CAT) et la peroxydase (POD), qui piègent les ROS et protègent les plantes des dommages oxydatifs. Ce mécanisme de défense antioxydant aide les plantes à faire face au stress oxydatif induit par l'acidité (41).

e) Modulation de l'expression des gènes : Le silicium peut réguler l'expression des gènes impliqués dans les réponses au stress acide, y compris ceux codant pour les transporteurs d'acides organiques, les canaux ioniques et les enzymes impliquées dans les processus de détoxification. En modulant l'expression des gènes, le silicium aide les plantes à s'adapter et à répondre plus efficacement aux stress, y compris le stress dû à l'acidité (42), photo 4 et 5.

Photo 4 et Photo 5. Effet des pulvérisations foliaires de AB Yellow (= MSA) sur le riz cultivé dans des sols très acides au Tamil Nadu, en Inde, en 2016. Traitement au Si : à gauche, et contrôle non traité : à droite. Photo : @ Rexil-Agro BV

Vent et tempête

En raison du changement climatique, l'influence des vents violents et des tempêtes augmente. Les composés de silicium peuvent améliorer la résistance structurelle des plantes et des arbres pour les raisons suivantes :

1. a) L'application de composés de silicium peut augmenter la masse des racines, ce qui permet un meilleur ancrage dans le sol. Après l'absorption, le dépôt de silicium sous forme de silice renforce les parois cellulaires des plantes. Le silicium peut également favoriser la production de lignine, importante pour la rigidité et la résistance, en régulant les gènes de biosynthèse de la lignine. En conséquence, les tissus végétaux deviennent plus résistants à la flexion et à la rupture sous l'effet du vent ou des tempêtes (photo 6).
2. b) Rigidité accrue des tiges et des feuilles : Le silicium peut augmenter la rigidité des tiges et des feuilles des plantes, ce qui aide les plantes/arbres à maintenir leur position verticale et réduit le risque de dommages structurels tels que la verse ou la rupture (43;44).
3. c) Réduction de la transpiration et de la perte d'eau : Le silicium peut réduire les taux de transpiration. En réduisant la transpiration, le silicium peut aider les plantes à conserver l'eau en cas de vent. Cette meilleure efficacité de l'utilisation de l'eau peut contribuer à la survie des plantes et réduire le risque de déshydratation pendant les tempêtes (32).

d) Défense contre les pathogènes et les ravageurs : Le dépôt de silicium dans les tissus végétaux renforce également la résistance aux agents pathogènes et aux ravageurs. Des parois cellulaires plus solides rendent plus difficile la pénétration et l'infection des tissus végétaux par les agents pathogènes. En se protégeant contre les maladies et les ravageurs, les plantes sont mieux équipées pour résister aux stress environnementaux, y compris ceux causés par le vent et les tempêtes (45).

Photo 6. Essai sur le riz (Chine 2011) : à gauche, application de MSA, à droite : contrôle. Les effets d'une tempête ont entraîné la verse du riz dans la parcelle de contrôle. Résultat : un rendement en grains supérieur de 32 % et une teneur accrue en nutriments et en minéraux dans les grains de riz. Photo : @ Rexil-Agro BV

Froid et gel

Les basses températures sont un facteur de stress abiotique important pour les plantes. La supplémentation en Si réduit les dommages causés par le gel chez les monocotylédones et les dicotylédones. Les mécanismes de l'effet du Si sur la réduction du stress dû au froid sont liés à une augmentation de la résistance structurelle de la paroi cellulaire et aux adaptations biochimiques au stress, y compris l'exacerbation du système de défense antioxydant et la synthèse et l'accumulation de molécules cryoprotectrices, parallèlement aux modifications des niveaux endogènes de phytohormones. Le silicium peut contribuer à réguler les systèmes antioxydants au sein de la plante, en réduisant l'accumulation de ROS et en protégeant contre le stress oxydatif.

Le silicium influence également les propriétés biophysiques et biochimiques de la feuille pour le processus d'acclimatation au froid et augmente la résistance aux dommages causés par le gel : le silicium peut influencer la formation et la croissance des cristaux de glace dans les tissus végétaux. Les plantes traitées au silicium ont tendance à avoir des cristaux de glace plus petits et moins nombreux, ce qui minimise les dommages causés aux cellules et aux tissus pendant la congélation (46).

Le silicium peut améliorer l'efficacité de la photosynthèse chez les plantes soumises à diverses conditions de stress. En améliorant la photosynthèse, les plantes traitées au silicium peuvent maintenir des niveaux d'énergie plus élevés et mieux tolérer le stress dû au froid.

Toxicité des métaux

La contamination du sol par les oligo-éléments entraîne des perturbations physiologiques majeures, notamment une réduction de la production de biomasse, une inhibition de la photosynthèse ou une perturbation de l'absorption des nutriments (47).

Le Si peut réduire les symptômes de toxicité, par exemple le fer. Le Si augmente la capacité d'oxydation des racines, qui convertit le fer ferreux en fer ferrique, empêchant ainsi une absorption importante de fer et limitant sa toxicité. Il a été rapporté que le Si peut réguler l'absorption du Fe dans les sols acides lorsqu'il est supplémenté en Si.

Le silicium peut réduire les effets de l'aluminium (Al). Le Si et l'Al interagissent dans le sol, formant des aluminosilicates, réduisant la concentration d'aluminium phytotoxique dans la solution du sol, qui n'est pas disponible pour les plantes. Dans la plante, l'aluminium peut être détoxifié par la formation d'aluminosilicates (hydroxy) dans les racines, ou par une séquestration dans les phytolithes, réduisant ainsi la toxicité de l'aluminium dans les pousses.

La toxicité du manganèse (Mn) est réduite dans les plantes fertilisées au Si parce que le Si augmente la liaison du Mn aux parois cellulaires, ce qui limite les concentrations cytoplasmiques. Il a été démontré que l'application de Si réduit la concentration apoplastique de Mn dans les feuilles de niébé. Elle induit également une distribution plus homogène du Mn dans les feuilles, ce qui limite la nécrose des taches.

Le Si peut limiter l'absorption de métaux traces comme le cadmium (Cd), le cuivre (Cu) et le zinc (Zn). Globalement, l'application de Si diminue les concentrations de métaux dans les plantes.

Une absorption réduite de Cd après la fertilisation du riz avec des scories de four a été attribuée à une augmentation du pH du sol, limitant ainsi l'absorption du Cd, à une réduction de la translocation entre les racines et les pousses et à des changements dans la compartimentation à l'intérieur de la cellule de la plante. L'application de silicate de calcium a réduit les concentrations de Cd et de Zn dans les pousses de maïs cultivées sur un sol contaminé au Cd ou au Zn.

Le Si a affecté le zinc à l'intérieur de la plante, car le zinc peut co-précipiter avec le Si dans les parois cellulaires, ce qui réduit la solubilité du zinc dans les plantes. En outre, l'application foliaire d'acide silicique a diminué la concentration de Cd dans les grains et les pousses de riz, tout en augmentant leur biomasse. L'acide silicique a également réduit la concentration d'arsenic (As) dans les pousses de riz cultivées en hydroponie.

Le silicium pour atténuer les stress biotiques sur les cultures

Les effets bénéfiques du Si ont été démontrés contre de nombreux pathogènes causés par des organismes vivants tels que a. les maladies causées par des champignons, des bactéries et des virus, et les parasites, tels que les arthropodes (insectes et acariens), les nématodes (vers), les mollusques (escargots et limaces) et les rongeurs (rats, souris).

Les mécanismes impliqués sont les suivants :

1. Mécanique : biosilicification : une couche de silice se forme dans la paroi cellulaire, constituant une barrière physique contre la pénétration des spores de champignons tels que l'oïdium, la septoriose et le piétin-verse du blé, la pourriture de la tige, la pyriculariose du riz, le fusarium, la tache bronzée et les taches foliaires du riz (29), ainsi que d'autres espèces fongiques présentes dans de nombreuses cultures agricoles.

La couche de silice peut avoir un effet dissuasif sur les herbivores et réduire les dommages causés par l'alimentation des insectes. Elle rend les feuilles moins appétentes et affecte la croissance et la survie des insectes.

2. Défense biochimique : Résistance induite (systémique) : le traitement au silicium peut déclencher une résistance systémique acquise (SAR) chez les plantes. La SAR est la réponse systémique d'une plante à une infection localisée, conduisant à une résistance accrue contre les infections ultérieures par le même pathogène ou des pathogènes apparentés, grâce à la production de composés de défense, tels que les phytoalexines, les protéines liées à la pathogénie et les antioxydants. Cette résistance systémique peut fournir une protection durable à l'ensemble de la plante (48).
3. Régulation des hormones végétales : Le silicium peut moduler l'équilibre des hormones végétales, en particulier l'acide jasmonique (JA) et l'acide salicylique (SA), qui jouent un rôle crucial dans les réactions de défense des plantes. Le silicium a renforcé la voie de défense médiée par l'acide jasmonique, qui est impliquée dans la défense contre les herbivores (49).

Dans des essais sur le riz (espèce végétale accumulant beaucoup de silicium), le rendement maximal en grains a été enregistré avec les traitements recevant des pulvérisations foliaires de MSA et une demi-dose de pesticides/fongicides, plus efficaces dans l'augmentation du rendement en grains et en paille par rapport aux contrôles avec un dosage à 100 % de pesticides/fongicides (50). Mais même les seules applications foliaires de MSA (sans application de pesticides/fongicides) se sont révélées plus efficaces que le contrôle (avec des doses complètes de pesticides/fongicides).

Dans les plantes à faible accumulation de silicium sans couches de silice, l'efficacité du Si est encore significative.

Les applications de silicium ont réduit la sévérité de Phytophthora infestans (moisissure aquatique, un champignon ressemblant à un champignon) sur les tomates. Plusieurs types de pulvérisations de silicium ont montré des effets inhibiteurs (1,11 à 90,37 %) par rapport au contrôle non traité. Les pulvérisations de MSA ont enregistré la plus forte inhibition moyenne de la croissance mycélienne, significativement plus importante que les pulvérisations de silicates (37).

Dans un autre essai, les effets des pulvérisations foliaires d'OSAB (= MSA) ont été examinés pour réduire les dommages causés par deux ravageurs majeurs, Bemisia tabaci et Tuta absoluta, sur les plants de tomates. Les résultats ont montré que les pulvérisations foliaires de MSA réduisaient de manière significative la population d'aleurodes immatures et de mineuses de la tomate sur une culture de tomates en serre. Les pulvérisations foliaires de MSA ont été plus efficaces pour réduire la densité de population de ces ravageurs clés que l'application de MSA par trempage dans le sol (52).

En conclusion, le silicium renforce les mécanismes de défense des plantes, réduisant l'impact/les dommages des stress biotiques - en fonction de l'espèce végétale, des propriétés du sol, des conditions climatiques et des facteurs de stress biotiques spécifiques impliqués. Le silicium n'est pas un "pesticide", mais un élément essentiel pour de nombreuses plantes.

Dans l'ensemble, l'application de Si est une stratégie prometteuse dans les programmes de gestion pour réduire les stress biotiques, également en raison des aspects écologiques et de sécurité des produits à base de Si.

Effets bénéfiques de l'application de silicium sur le sol

Les engrais à base de silicium, principalement des silicates, peuvent avoir plusieurs effets bénéfiques sur le sol. Le silicium peut contribuer à la formation d'agrégats stables, améliorant ainsi la structure et la stabilité du sol. Il favorise la liaison des particules du sol, ce qui améliore la porosité du sol, l'infiltration de l'eau et le drainage. Il peut en résulter une meilleure aération du sol, un meilleur développement des racines et une meilleure santé générale du sol.

Dans les sols présentant des niveaux élevés d'éléments toxiques tels que l'aluminium et le manganèse, les engrais à base de silicium peuvent contribuer à atténuer leurs effets toxiques sur les plantes. Le silicium forme des complexes avec ces métaux toxiques, réduisant leur disponibilité et leur absorption par les plantes. Cela permet de prévenir ou d'atténuer les effets négatifs de la toxicité des métaux sur la croissance et la productivité des plantes.

Silicium et qualité du produit

Au cours du siècle dernier, la qualité interne de nombreuses cultures a diminué, ce qui a entraîné une baisse de la teneur en minéraux et en vitamines des légumes, qui contiennent également des résidus chimiques (44). Devons-nous manger deux laitues aujourd'hui pour obtenir la même valeur nutritionnelle qu'une laitue en 1950 ? Jusqu'à présent, les résidus de pesticides détectés dans les fruits et légumes étaient également trop élevés. L'utilisation (excessive) de pesticides et de fongicides peut nuire à la fertilité du sol, en détruisant les micro-organismes bénéfiques et en diminuant la concentration de Si disponible pour les plantes.

Les nouvelles méthodes de production, telles que la culture hors-sol, l'aquaponie, les tours verticales, etc., trouvent toutes un nouvel intérêt et de nouveaux marchés. Pourtant, quels sont les examens comparatifs effectués pour tester la qualité interne de ces produits, y compris la teneur en résidus chimiques et en eau ? Les coopératives de producteurs et les chaînes de supermarchés devraient procéder à de tels tests sur une base régulière, également dans l'intérêt du consommateur.

Les méthodes de production ont un effet important sur la physiologie et le métabolisme des plantes pendant la croissance et le développement, ce qui se traduit également par la qualité interne du produit et sa durée de conservation. Dans ce sens plus holistique, l'application de silicium pendant la production a un effet très bénéfique sur la qualité interne et la durée de conservation. Cependant, l'ensemble de la chaîne, de la production au consommateur, est toujours orienté vers la qualité externe du produit et le rendement, par exemple : la taille, la forme, l'apparence, l'uniformité et les qualités de stockage (53).

L'utilisation de MSA foliaire sur des raisins (12) a montré une amélioration des paramètres de croissance : une augmentation de la teneur en chlorophylle, des solides solubles totaux et du sucre. La teneur en minéraux des fruits a augmenté pour P, K, Ca. L'augmentation de la teneur en Si était supérieure à la quantité appliquée dans la pulvérisation foliaire. Des observations similaires ont été enregistrées chez de nombreuses autres espèces.

Des peaux de fruits plus dures améliorent la résistance aux dommages mécaniques pendant le transport et dissuadent les attaques d'insectes. Lors d'essais de MSA foliaire sur des vignes, les peaux des raisins étaient plus épaisses et plus résistantes, ce qui a permis d'allonger considérablement la durée de conservation (58). Des résultats similaires ont été rapportés pour de nombreux autres fruits, tels que les fraises, les pommes, les poires et les tomates, ainsi qu'une réduction significative des infections par les maladies et des dommages causés par les ravageurs.

Chez les monocotylédones, comme le blé, le riz, etc., la qualité interne a été améliorée en ce qui concerne les niveaux de protéines.

Lors d'essais réalisés en 2010-2011 sur la canne à sucre, la MSA foliaire a induit des rendements significativement plus élevés en termes d'augmentation du brix et du sucre brut naturel. Des résultats similaires ont été rapportés dans un autre essai de MSA foliaire sur la canne à sucre (23)